CN110438319B - 一种滑块的热处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种滑块的热处理方法。包括如下：预热阶段，将渗碳炉升温至920℃±5℃后，把滑块置于渗碳炉内，预热时间为20min；渗碳阶段，强渗碳势为1.15％，渗碳时间为540min，扩散渗碳势1.0％，渗碳时间为100min；碳氮共渗阶段，将渗碳后的滑块降温至840℃，调整碳势为0.9％，同时通入氨气，氨气流量为4～6L/min,均温30min；淬火阶段，将滑块置入油温为70℃的油槽中进行中速搅拌淬火，淬火时间为30min；回火阶段，淬火后的滑块在180℃回火2h。本发明通过先渗碳后碳氮共渗得到的滑块表面硬度为62～64HKC，渗碳层厚度≥1.2mm，较比单一渗碳热处理得到的表面硬度高得多，而且消除了渗碳组织反常性，可实现滑块的高耐磨性，高抗疲劳强度和高抗蚀性。
Description
技术领域
本发明涉及一种热处理方法，属于热处理技术领域，特别涉及一种滑块的热处理方法。
背景技术
滑块主要应用于直线导轨，还广泛应用于微型机床，精密测量仪器，自动化机械，医疗器械，机械手等众多领域。滑块需经过热处理使之具有高精度，低噪声，高耐磨性和优异的高速性能。
目前，滑块表面强化热处理最主要的方法是渗碳淬火。现有的渗碳淬火方法存在的以下不足之处：渗碳层的主要组织缺陷即组织的反常性，出现网状渗碳体和黑色组织，这种网状渗碳体易造成磨削裂纹和使滑块工作时渗碳层剥落的危险；黑色组织的存在降低了滑块的抗疲劳性能，缩短使用寿命。
发明内容
本发明的目的在于提出一种滑块的热处理方法，其克服了背景技术中滑块的热处理方法所存在的不足。
为此，本发明采用以下技术方案，
一种滑块的热处理方法，包括如下：
1)预热阶段，将渗碳炉升温至920℃±5℃，将滑块放入所述渗碳炉中，预热时间为20min；
2)渗碳阶段，保持所述渗碳炉的温度为920℃±5℃，向所述渗碳炉内通入渗碳剂形成渗碳气氛，渗碳阶段时间为640min，所述渗碳阶段包括强渗阶段和扩散阶段，所述强渗阶段的碳势CP为1.15％，所述扩散阶段的碳势CP为1％；
3)碳氮共渗阶段，调节所述渗碳炉的温度降温至840℃，调整碳势CP为0.9％；向所述渗碳炉内通入氨气，进行碳氮共渗。
4)淬火阶段，将所述滑块由840℃的渗碳炉进入70℃的油槽中进行中速搅拌淬火；
5)回火阶段，淬火后的所述滑块在180℃进行回火。
优选的，所述滑块的材质为20CrMo。
优选的，所述强渗阶段的时间为540min，所述扩散阶段的时间为100min。
优选的，所述通入氨气的流量为4～6L/min，所述通入氨气时间为30min。
优选的，所述淬火时间为30min。
优选的，所述回火阶段时间为2h。
优选的，所述滑块在所述回火阶段结束后，表面硬度为62～64HRC。
优选的，所述滑块在所述碳氮共渗阶段结束后，渗碳层厚度≥1.2mm。
本技术方案与背景技术相比，它具有如下优点：
1、本发明经过先渗碳后碳氮共渗的热处理后，滑块的表面硬度62～64HRC，渗碳层厚度≥1.2mm，较比单一渗碳的表面硬度高的多，可实现滑块的高耐磨性，高抗疲劳强度和高抗蚀性。
2、本发明技术方案中采用较高于现有渗碳温度和碳势，在渗层中引入氮，实现碳氮合金化同时提高了淬火时的冷却速度，从而消除了渗碳组织的反常性，有效减少了网状渗碳体的出现和黑色组织的产生，防止了渗碳表面因网状渗碳体造成磨削裂纹和滑块服役过程中使渗碳层剥落的危险，避免了黑色组织造成滑块表面硬度出现“软点”现象。解决了渗碳层硬度不均匀问题。
3、本发明技术方案，减小了滑块渗碳变形和淬火变形，提高了渗碳质量，降低了生产成本，提高了生产率和产品质量。
附图说明
图1为滑块热处理方法的流程图。
具体实施方式
滑块需经过热处理使之具有高精度，低噪声，高耐磨性和优异的高速性能。现有滑块表面强化热处理的方法为渗碳淬火，但效果并不理想，得到的渗碳层存在组织缺陷即组织的反常性，出现网状渗碳体和黑色组织。
为此，本发明提供一种新的滑块热处理方法，以解决上述滑块达不到相应使用要求的问题。
为了使本发明的目的、特征和优点更加的清晰，以下结合附图及实施例，对本发明的具体实施方式做出更为详细的说明，在下面的描述中，阐述了很多具体的细节以便于充分的理解本发明，但是本发明能够以很多不同于描述的其他方式来实施。因此，本发明不受以下公开的具体实施的限制。
实施例
如图1所示，一种滑块的热处理方法，包括如下：
1)预热阶段，将渗碳炉升温至920℃±5℃，将滑块放入所述渗碳炉中，预热时间为20min，预热使滑块内外温度一致，得到完全转变成碳溶解度大的奥氏体组织，后续再通入渗碳气体渗碳，这样得到的渗碳组织表面会更均匀；
2)渗碳阶段，保持所述渗碳炉的温度为920℃±5℃，向所述渗碳炉内通入渗碳剂形成渗碳气氛，渗碳阶段时间为640min，所述渗碳阶段包括强渗阶段和扩散阶段，所述强渗阶段的碳势CP为1.15％，所述扩散阶段的碳势CP为1.0％；強渗阶段到扩散阶段的碳势从1.15％降低至1.0％，可使渗碳层获得良好的浓度分布及最佳的渗碳效果，减少脆性，有效提高了滑块的耐磨性；此外，采用较高于现有渗碳温度(920℃±5℃)和碳势(1.15％～1.0％)，有效减少了网状渗碳体的出现和黑色组织的产生；
3)碳氮共渗阶段，调节所述渗碳炉的温度降温至840℃，调整碳势CP为0.9％，向所述渗碳炉内通入氨气，进行碳氮共渗，在渗碳层中引入氮，实现碳氮合金化从而消除了渗碳组织的反常性，防止了渗碳表面因网状渗碳体造成磨削裂纹和滑块服役过程中使渗碳层剥落的危险，而且避免了黑色组织造成滑块表面硬度出现“软点”现象，解决了渗碳层硬度不均匀问题。
4)淬火阶段，将所述滑块由840℃的渗碳炉进入70℃的油槽中进行中速搅拌淬火，提高淬火冷却速度，不仅提高了热处理效率，而且提高了滑块的耐磨性；
5)回火阶段，淬火后的所述滑块在180℃进行回火。
其中，所述滑块的材质为20CrMo，20CrMo材质淬透性高，焊接性能好，形成冷裂的倾向小，可切削性及冷应变塑性良好，适合用于滑块制作。
其中，所述强渗阶段的时间为540min，所述扩散阶段的时间为100min，通过控制强渗阶段的时间为540min使强渗阶段的碳势CP为1.15％，通过控制扩散阶段的时间为100min使扩散阶段的碳势CP为1.0％，可使渗碳层获得良好的浓度分布，减少脆性。
其中，所述通入氨气的流量为4～6L/min，所述通入氨气时间为30min，氨气作为碳氮共渗过程中的氮源，通入流量为4～6L/min，通入氨气时间为30min使碳氮合金化程度最高，增加滑块淬硬性。
其中，所述淬火时间为30min。
其中，所述回火阶段时间为2h。
其中，所述滑块在所述回火阶段结束后，表面硬度为62～64HRC，可实现滑块的高耐磨性，高抗疲劳强度和高抗蚀性。
其中，所述滑块在所述碳氮共渗阶段结束后，渗碳层厚度≥1.2mm，较比单一渗碳的渗碳层厚度更厚，从而硬度也高的多，提高了滑块的耐磨性，抗疲劳强度和抗蚀性。
其中，所述的预热阶段将渗碳炉升温至920℃±5℃，预热时间为20min；所述的渗碳阶段，保持所述渗碳炉的温度为920℃±5℃；所述的碳氮共渗阶段，调节所述渗碳炉的温度至840℃，向所述渗碳炉内通入氨气，所述通入氨气的流量为4～6L/min，所述通入氨气时间为30min；所述淬火阶段，将所述滑块由840℃的渗碳炉进入70℃的油槽中进行中速搅拌淬火，淬火时间为30min；所述回火阶段，淬火后的所述滑块在180℃进行回火2h。当然，上述参数在优选参数的前后一定公差范围内进行调整并且具备与本发明相同的技术效果的，例如将70℃的油温改为69℃～71℃，或者将淬火时间30min改为29min～31min，都应当认为是落入本发明的范围。
所述本发明一种热处理方法的特点在于：在渗碳阶段结束后在渗层中通过碳氮共渗引入氮，碳原子和氮原子向滑块内部扩散实现碳氮合金化，较比单一渗碳的表面硬度高的多，而且能够消除渗碳层的组织反常性，可实现滑块的高耐磨性，高抗疲劳强度和高抗蚀性。
经过热处理后滑块表面的渗透层均匀，组织优良，未出现网状渗碳体和黑色组织的组织反常性，滑块本体具有良好的强度和良好的韧性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种滑块的热处理方法，其特征在于，所述滑块的材质为20CrMo，
所述热处理方法包括如下：
1)预热阶段，将渗碳炉升温至920℃±5℃，将滑块放入所述渗碳炉中，预热时间为20min；
2)渗碳阶段，保持所述渗碳炉的温度为920℃±5℃，向所述渗碳炉内通入渗碳剂形成渗碳气氛，渗碳阶段时间为640min，所述渗碳阶段包括强渗阶段和扩散阶段，所述强渗阶段的时间为540min，所述扩散阶段的时间为100min，所述强渗阶段的碳势CP为1.15％，所述扩散阶段的碳势CP为1.0％；
3)碳氮共渗阶段，调节所述渗碳炉的温度至840℃，向所述渗碳炉内通入氨气，进行碳氮共渗，所述碳氮共渗阶段的碳势CP为0.9％；
4)淬火阶段，将所述滑块由840℃的渗碳炉进入70℃的油槽中进行中速搅拌淬火；
5)回火阶段，淬火后的所述滑块在180℃进行回火。
2.根据权利要求1所述的滑块的热处理方法，其特征在于：所述通入氨气的流量为4～6L/min，所述通入氨气时间为30min。
3.根据权利要求1所述的滑块的热处理方法，其特征在于：所述淬火时间为30min。
4.根据权利要求1所述的滑块的热处理方法，其特征在于：所述回火阶段时间为2h。
5.根据权利要求1所述的滑块的热处理方法，其特征在于：所述滑块在所述回火阶段结束后，表面硬度为62～64HRC。
6.根据权利要求1所述的滑块的热处理方法，其特征在于：所述滑块在所述碳氮共渗阶段结束后，渗碳层厚度≥1.2mm。
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