CN109457212B - 一种css-42l材料低压真空渗碳方法 - Google Patents

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    • C23C8/20—Carburising
    • C23C8/22—Carburising of ferrous surfaces

Abstract

本发明属于金属热处理技术领域，涉及一种CSS‑42L材料低压真空渗碳方法。本发明CSS‑42L材料低压真空渗碳方法，对渗碳表面吹砂处理后，采用脉冲强渗方式对渗碳表面进行多次循环渗碳，其中，每个脉冲过程为先抽真空，再通入乙炔，然后，再抽真空，再通入氮气，通入乙炔进行强渗的时间≤60s。每个脉冲中，脉冲扩散时间/脉冲强渗时间≥120。本发明CSS‑42L材料低压真空渗碳方法通过对渗碳工艺参数的优化，特别是对强渗时间的严格控制，从而能够保证CSS‑42L渗碳渗层深度满足要求的同时，保证金相组织不出现魏氏一次碳化物针状组织，使得CSS‑42L材料渗碳后符合设计要求。

Description

一种CSS-42L材料低压真空渗碳方法
技术领域
本发明属于金属热处理技术领域，涉及一种CSS-42L材料低压真空渗碳方法。
背景技术
CSS-42L材料属于相变控制性沉淀硬化不锈钢超高合金钢，主要应用于航空航天等耐温轴齿及轴承类材料，其国产牌号对应为15Cr14Co12Mo4Ni2VNb。该材料实际生产时，其工艺条件不成熟，特别是缺乏合适的低压真空渗碳相关工艺参数。
由于CSS-42L材料中的合金含量超高，含有大量的强碳化物形成元素，属于超饱和渗碳钢，利用传统低压真空渗碳工艺容易造成其碳化物以魏氏组织呈一次碳化物针状形式析出，金相组织严重不合格，无法满足该CSS-42L材料的设计工艺要求。
发明内容
本发明的目的是：提供一种渗层和金相组织均满足工艺要求的CSS-42L材料低压真空渗碳方法。
本发明的技术解决方案为：一种CSS-42L材料低压真空渗碳方法，其对渗碳表面吹砂处理后，采用脉冲强渗方式对渗碳表面进行多次循环渗碳，其中，每个脉冲过程为先抽真空，再通入乙炔，然后，再抽真空，再通入氮气，通入乙炔进行强渗的时间≤60s。
每个脉冲中，脉冲扩散时间/脉冲强渗时间≥120。
每个脉冲强渗后，通入氮气的扩散时间范围为5～600min。
后一个脉冲工艺时间≥前一个脉冲工艺时间。
各脉冲中的乙炔流量为：1250～3000L/h，炉压6～15mbar。
渗碳渗层为0.7～2.1mm。
本发明的技术效果是：本发明CSS-42L材料低压真空渗碳方法通过对渗碳工艺参数的优化，特别是对强渗时间的严格控制，从而能够保证CSS-42L渗碳渗层深度满足要求的同时，保证金相组织不出现魏氏一次碳化物针状组织，使得CSS-42L材料渗碳后符合设计要求。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明：
本发明CSS-42L材料低压真空渗碳方法对渗碳表面吹砂处理后，采用脉冲强渗方式对渗碳表面进行多次循环渗碳，其中，每个脉冲过程为先抽真空，再通入乙炔，然后，再抽真空，再通入氮气，通入乙炔进行强渗的时间≤60s，可有效防止碳原子在渗层组织中出现饱和度过高的现象。每个脉冲强渗后，通入氮气的扩散时间范围为5～600min，即保证每个脉冲中，脉冲扩散时间/脉冲强渗时间≥120，可将渗层组织中的碳原子充分向心部组织扩散。本发明方法通过脉冲强渗时间的严格控制，避免渗层组织中碳浓度过饱和度过高，防止一次碳化物M7C3按照特定的金属学位相关系以细长针状魏氏组织析出。同时，使后一个脉冲工艺时间≥前一个脉冲工艺时间，以使碳原子进一步向心部扩散，保证渗层组织硬化层梯度稳定。
实施例：
CSS-42L材料渗碳层深度要求0.90～1.10mm，渗碳工艺温度980℃，乙炔供应量为1500L/h，脉冲扩散阶段可以供给N2，供给N2时的流量为1500L/h，脉冲参数的调整工艺制度见下表1所示。
表1低压真空渗碳脉冲参数表
Figure BDA0001893135370000021
执行该工艺后，1060℃淬火+-80℃冰冷+500℃时效+-196℃深冷+500℃二次时效后，显微硬度至维氏硬度HV580的渗层深度为1.06mm，金相组织中未存在以魏氏组织析出的一次碳化物，满足了设计要求。

Claims (3)

1.一种CSS-42L材料低压真空渗碳方法，其特征在于，对渗碳表面吹砂处理后，采用脉冲强渗方式对渗碳表面进行多次循环渗碳，其中，每个脉冲过程为先抽真空，再通入乙炔，然后，再抽真空，再通入氮气，通入乙炔进行强渗的时间≤60s；
每个脉冲中，脉冲扩散时间/脉冲强渗时间≥120；
每个脉冲强渗后，通入氮气的扩散时间范围为5～600min；
后一个脉冲工艺时间≥前一个脉冲工艺时间。
2.根据权利要求1所述的CSS-42L材料低压真空渗碳方法，其特征在于，各脉冲中的乙炔流量为：1250～3000nL/h，炉压6～15mbar。
3.根据权利要求1所述的CSS-42L材料低压真空渗碳方法，其特征在于，渗碳渗层为0.7～2.1mm。
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"Characterization carburized 14Cr14Co13Mo4 stainless steel by low pressure carburizing";Longcheng Yin et.al.;《Surface & Coatings Technology》;20181128;第358卷;第654-660页 *

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