CN114150257A - 一种真空热处理防渗碳方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种真空热处理防渗碳方法，属于化学热处理技术领域。一种真空热处理防渗碳方法，包括以下步骤：（1）在金属制件表面进行镀铜打底，镀铜前将金属制件表面清洗干净，镀一定厚度的铜层，在该镀铜层的基础上继续镀镍，镀镍前保证零件表面无绝缘层，镀一定厚度的镍层；（2）将镀镍保护的金属制件进行真空渗碳处理，真空渗碳结束后，该金属制件进行退镀，先退镍后退铜。本发明具有如下优点：1、解决了镀铜防渗碳工艺用于真空渗碳会存在镀铜层在真空高温下可能产生元素蒸发污染制件和设备的问题；2、有效防止了金属制件的非渗碳面进行真空渗碳时被渗碳；3、提高了真空渗碳炉的使用效率，保证了设备与产品的质量。

Description

一种真空热处理防渗碳方法
技术领域
本发明涉及一种真空热处理防渗碳方法，属于化学热处理技术领域。
背景技术
低碳钢或低碳合金钢金属制件表面渗碳后，经过淬火可提高其表面硬度、耐磨性和疲劳强度，经渗碳处理的金属制件主要应用于飞机、汽车的机械零件，如轴承，齿轮等耐磨部件。某些渗碳金属制件的有些部位不需要渗碳，传统的镀铜防渗碳工艺用于真空渗碳会存在镀铜层在真空高温下可能产生元素蒸发污染制件和设备，故真空渗碳制件的非渗面不宜采用镀铜保护。
发明内容
本发明的目的是提供一种真空热处理防渗碳方法，解决镀铜防渗碳工艺用于真空渗碳会存在镀铜层在真空高温下可能产生元素蒸发污染制件和设备的问题。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种真空热处理防渗碳方法，包括以下步骤：
（1）在金属制件表面进行镀铜打底，镀铜前将金属制件表面清洗干净，镀一定厚度的铜层，在该镀铜层的基础上继续镀镍，镀镍前保证零件表面无绝缘层，镀一定厚度的镍层；
（2）将镀镍保护的金属制件进行真空渗碳处理，真空渗碳结束后，该金属制件进行退镀，先退镍后退铜。
优选的，在步骤（1）中，镀铜层厚度为40μm ~50μm，镀镍层厚度为8μm ~ 12μm。
优选的，在步骤（1）中，镀铜工艺为：在塑料或者玻璃制容器中装适量的镀铜溶液，镀铜溶液中各成分配比指在1升去离子水中加入35g ~ 70gCuCN、7g ~ 15g NaCN(游离态)、30g ~ 60g酒石酸钾钠和10g ~ 15gNaOH，温度为40℃ ~ 60℃，电流密度为0.8A/dm2 ~ 3A/dm2，阳极材料T1或T2均为纯铜，电流效率为70%，槽中碳酸钠的允许含量不应大于60g/l。
优选的，在步骤（1）中，清除绝缘层包括除蜡和除绝缘层：
（1）除蜡：使用碳酸钠30g/l ~ 50 g/l，温度80℃以上；
（2）除绝缘胶：用有机溶剂除去绝缘层。
优选的，在步骤（1）中，镀镍工艺为：在塑料或者玻璃制容器中装适量的镀镍溶液，镀镍溶液中各成分配比指在1升去离子水中加入140g ~ 200gNiSO4·7H2O、50g ~ 80gNa2SO4·10H2O、20g ~ 30g MgSO4·7H2O、20g ~ 30g H3BO3和5g ~ 15gNaCl，溶液PH值5 ~5.5，温度18℃ ~ 40℃，电流密度为0.5A/dm2 ~ 1.2A/dm2，电流效率为95%。
优选的，步骤（2）中，退镍工艺：在塑料或者玻璃制容器中装适量的退镍溶液，退镍溶液中各成分配比指在1升去离子水中加入200g ~ 300g铬酐，20g ~ 40g硼酸，电流密度为3A/dm2 ~ 10A/dm2，温度：70℃ ~ 80℃，零件放在阳极上，阴极为铅板。
优选的，步骤（2）中，退铜工艺：在塑料或者玻璃制容器中装适量的退铜溶液，退铜溶液中各成分配比指在1升去离子水中加入100g ~ 150g铬酐，20g ~ 30g硫酸，室温。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
1、解决了镀铜防渗碳工艺用于真空渗碳会存在镀铜层在真空高温下可能产生元素蒸发污染制件和设备的问题；
2、有效防止了金属制件的非渗碳面进行真空渗碳时被渗碳；
3、提高了真空渗碳炉的使用效率，保证了设备与产品的质量。
附图说明
图1是本发明实施例路线图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详述：一种真空热处理防渗碳方法，
步骤一：在金属制件表面先进行镀铜打底，镀前将零件表面清洗干净，镀一定厚度的铜层，在该镀铜层的基础上继续镀镍，镀前保证零件表面无绝缘层，镀一定厚度的镍层；
步骤二：将镀镍保护的金属制件进行真空渗碳处理，真空渗碳结束后，该金属制件进行退镀，先退镍后退铜；
其中，镀铜层厚度为40μm ~50μm，镀镍层厚度为8μm ~ 12μm。
在步骤一中，镀铜工艺为：在塑料或者玻璃制容器中装适量的镀铜溶液，镀铜溶液中各成分配比指在1升去离子水中加入35g ~ 70gCuCN、7g ~ 15g NaCN(游离态)、30g ~60g酒石酸钾钠和10g ~ 15gNaOH，温度为40℃ ~ 60℃，电流密度为0.8A/dm2 ~ 3A/dm2，阳极材料T1或T2均为纯铜，电流效率为70%，槽中碳酸钠的允许含量不应大于60g/l；
镀镍工艺为：在塑料或者玻璃制容器中装适量的镀镍溶液，镀镍溶液中各成分配比指在1升去离子水中加入140g ~ 200gNiSO4·7H2O、50g ~ 80g Na2SO4·10H2O、20g ~30g MgSO4·7H2O、20g ~ 30g H3BO3和5g ~ 15gNaCl，溶液PH值5 ~ 5.5，温度18℃ ~ 40℃，电流密度为0.5A/dm2 ~ 1.2A/dm2，电流效率为95%。
在步骤一中，清除绝缘层包括除蜡和除绝缘胶，具体为：
1、除蜡：使用碳酸钠30g/l ~ 50 g/l，温度80℃以上；
2、除绝缘胶：用有机溶剂除去绝缘层。
在步骤二中，退镍工艺：在塑料或者玻璃制容器中装适量的退镍溶液，退镍溶液中各成分配比指在1升去离子水中加入200g ~ 300g铬酐，20g ~ 40g硼酸，电流密度为3A/dm2~ 10A/dm2，温度：70℃ ~ 80℃，零件放在阳极上，阴极为铅板。退铜工艺：在塑料或者玻璃制容器中装适量的退铜溶液，退铜溶液中各成分配比指在1升去离子水中加入100g ~ 150g铬酐，20g ~ 30g硫酸，室温。
取3~5个工艺试验试样，采取该镀铜、镀镍防渗碳保护工艺。
首先，在配好的镀铜溶液中先进行镀铜打底，电流密度为1A/dm2，电流效率为70%，镀铜时间为129min，工作温度为50℃，镀铜层厚度约为40μm；在镀铜的基础上继续镀镍，在配好的镀镍溶液中进行镀镍，电流密度为1A/dm2，电流效率为95%，镀镍时间为41.1min，工作温度为30℃，镀镍层厚度约为8μm；
接着该试样进行真空渗碳，渗碳深度设置为1.1 mm ~ 1.5 mm；真空渗碳结束后，该试样进行退镀，先进行退镍，电流密度为5A/dm2，使用温度为70℃，退至表面出现明显红色(镀铜层)停止，然后继续退铜，退至无红色为止，即退镀干净。
退镀后的试验试样送至理化中心进行渗层深度金相检测，金相检测结果为渗层深度0mm。该结果标志着该镀铜打底、镀镍工艺有效防止了金属制件的非渗碳面进行真空渗碳被渗碳的效果。

Claims (7)

1.一种真空热处理防渗碳方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）在金属制件表面进行镀铜打底，镀铜前将金属制件表面清洗干净，镀一定厚度的铜层，在该镀铜层的基础上继续镀镍，镀镍前保证零件表面无绝缘层，镀一定厚度的镍层；
（2）将镀镍保护的金属制件进行真空渗碳处理，真空渗碳结束后，该金属制件进行退镀，先退镍后退铜。
2.根据权利要求1所述的真空热处理防渗碳方法，其特征在于：在步骤（1）中，镀铜层厚度为40μm ~50μm，镀镍层厚度为8μm ~ 12μm。
3.根据权利要求1所述的真空热处理防渗碳方法，其特征在于：在步骤（1）中，镀铜工艺为：在塑料或者玻璃制容器中装适量的镀铜溶液，镀铜溶液中各成分配比指在1升去离子水中加入35g ~ 70gCuCN、7g ~ 15g NaCN(游离态)、30g ~ 60g酒石酸钾钠和10g ~ 15gNaOH，温度为40℃ ~ 60℃，电流密度为0.8A/dm2 ~ 3A/dm2，阳极材料T1或T2均为纯铜，电流效率为70%，槽中碳酸钠的允许含量不应大于60g/l。
4.根据权利要求3所述的真空热处理防渗碳方法，其特征在于：在步骤（1）中，清除绝缘层包括除蜡和除绝缘层：
（1）除蜡：使用碳酸钠30g/l ~ 50 g/l，温度80℃以上；
（2）除绝缘胶：用有机溶剂除去绝缘层。
5.根据权利要求1所述的真空热处理防渗碳方法，其特征在于：在步骤（1）中，镀镍工艺为：在塑料或者玻璃制容器中装适量的镀镍溶液，镀镍溶液中各成分配比指在1升去离子水中加入140g ~ 200gNiSO4·7H2O、50g ~ 80g Na2SO4·10H2O、20g ~ 30g MgSO4·7H2O、20g ~ 30g H3BO3和5g ~ 15gNaCl，溶液PH值5 ~ 5.5，温度18℃ ~ 40℃，电流密度为0.5A/dm2 ~ 1.2A/dm2，电流效率为95%。
6.根据权利要求1所述的真空热处理防渗碳方法，其特征在于：步骤（2）中，退镍工艺：在塑料或者玻璃制容器中装适量的退镍溶液，退镍溶液中各成分配比指在1升去离子水中加入200g ~ 300g铬酐，20g ~ 40g硼酸，电流密度为3A/dm2 ~ 10A/dm2，温度：70℃ ~ 80℃，零件放在阳极上，阴极为铅板。
7.根据权利要求1所述的真空热处理防渗碳方法，其特征在于：步骤（2）中，退铜工艺：在塑料或者玻璃制容器中装适量的退铜溶液，退铜溶液中各成分配比指在1升去离子水中加入100g ~ 150g铬酐，20g ~ 30g硫酸，室温。
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