滴注式鐵素體氣體氮碳共滲工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種滴注式鐵素體氣體氮碳共滲工藝，包括以下步驟：（1）進爐：先將爐溫升至575～590℃，此時將零件送進爐中，待爐溫自然下降至450～550℃，再升溫至575～590℃；（2）排氣：當爐溫從450～550℃升至575～590℃過程中排氣，排氣時滴入甲醇，同時通入氨氣；（3）共滲：當爐溫升至575～590℃后，繼續(xù)以相同的滴入速度和流量分別滴入甲醇，并通入氨氣，爐壓保持在1400～1600Pa，保溫540～600分鐘；（4）出爐：出爐油冷。經本發(fā)明處理過的低碳合金鋼零件的化合物層深度、滲層總深度和表面硬度均明顯優(yōu)于現有技術處理過的低碳合金鋼零件，而化合物層的疏松度并沒有變化，從而大大提高了低碳合金鋼零件的綜合機械性能。
【專利說明】滴注式鐵素體氣體氮碳共滲工藝
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種氮碳共滲工藝，尤其是一種可獲得厚化合物層的滴注式鐵素體氣體氮碳共滲工藝，屬于化學熱處理【技術領域】。
【背景技術】
[0002]氣體氮碳共滲是在鋼鐵工件表層同時滲入氮和碳，并以滲氮為主的化學熱處理工藝，其目的是為了提高鋼鐵工件的表面硬度、耐磨性和抗腐蝕性等綜合力學性能。搖臂軸、擺臂軸等零件是柴油機的重要零部件，在柴油機運行過程中，這些零件承受較大的交變應力，長期工作后磨損比較嚴重，這就要求這些零件表面硬度高，耐磨性好，耐蝕性好，疲勞強度高，搖臂軸、擺臂軸等均采用低碳合金鋼制成，通常采用經井式氮化爐氮碳共滲的方法來提高上述綜合機械性能，氮碳共滲后再進行拋光處理。但搖臂軸、擺臂軸等零件經現有氮碳共滲工藝處理后，其表面硬度、化合物層深度、滲層總深度等均難以滿足柴油機運行工況的要求。
[0003]申請?zhí)枮?01110187040.8的中國發(fā)明專利申請公開了一種稀土催滲氮碳共滲工藝，其工藝為配置不同濃度的稀土催滲劑，根據工件技術條件選擇合適的工藝參數進行氮碳共滲，其中滲氮劑為氨氣，滲碳劑為甲醇或丙酮，氮碳共滲溫度為570°C，該發(fā)明的工藝使?jié)B層白亮層加厚，滲層深度增加，縮短了工藝時間，提高了工件表面硬度和擴散層硬度，使硬度梯度變得平緩，細化滲層組織，增加氮化物的彌散度，提高了工件的使用性能及使用壽命，但工藝過程復雜，成本高，仍然無法滿足搖臂軸、擺臂軸等低碳合金鋼零件的使用要求。

【發(fā)明內容】

·[0004]本發(fā)明的目的是提供一種工藝簡單、操作方便、成本低、能滿足搖臂軸、擺臂軸等低碳合金鋼零件使用要求的滴注式鐵素體氣體氮碳共滲工藝。
[0005]本發(fā)明通過以下技術方案予以實現:
一種滴注式鐵素體氣體氮碳共滲工藝，包括以下步驟:
(1)進爐:先將爐溫升至575~590°C，此時將零件送進爐中，待爐溫自然下降至450~550°C，再升溫至575~590°C，同時開啟氮勢儀；
(2)排氣:當爐溫從450~550°C升至575~590°C過程中排氣，排氣時間不少于45分鐘，排氣時滴入甲醇，同時通入氨氣，甲醇滴入速度為60~90滴/分鐘，氨氣流量為4.25~
4.75m3/h，當廢氣能點燃時，關閉排氣孔，停止排氣；
(3)共滲:當爐溫升至575~590°C后，繼續(xù)以相同的滴入速度和流量分別滴入甲醇，并通入氨氣，同時調整排氣孔，使爐壓保持在1400~1600Pa，保溫540~600分鐘；
(4)出爐:打開排氣孔，使爐壓降至常壓，出爐油冷。
[0006]本發(fā)明的目的還可以通過以下技術措施來進一步實現。
[0007]前述的滴注式鐵素體氣體氮碳共滲工藝，其中步驟(2)和步驟(3)中氨分解率均為 55% ~70%ο[0008]本發(fā)明工藝過程簡單，操作方便，成本低，與現有技術相比，經本發(fā)明處理過的低碳合金鋼零件的化合物層深度、滲層總深度和表面硬度均明顯優(yōu)于現有技術處理過的低碳合金鋼零件，而化合物層的疏松度并沒有變化，符合相關標準要求，從而大大提高了低碳合金鋼零件的綜合機械性能，滿足其使用要求。
[0009]本發(fā)明的優(yōu)點和特點，將通過下面優(yōu)選實施例的非限制性說明進行圖示和解釋，這些實施例，是參照附圖僅作為例子給出的。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是本發(fā)明的工藝曲線示意圖。
【具體實施方式】
[0011]下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0012]本實施例選用材質為25Cr2MoV的柴油機搖臂軸進行氮碳共滲工藝，如圖1所示，包括以下步驟:
(1)進爐:先將爐溫升至580°C，此時將零件送進井式氮化爐中，待爐溫自然下降至500°C，再升溫至580°C，同時開啟氮勢儀；
(2)排氣:當爐溫從500°C升至580°C過程中排氣，排氣時間不少于45分鐘，排氣時滴入甲醇，同時通入氨氣，甲醇滴入速度為60~90滴/分鐘，氨氣流量為4.25~4.75m3/h，本實施例中甲醇滴入速度為80滴/分鐘，氨氣流量為4.25 m3/h，氨分解率為55%~70%，當廢氣能點燃時，關閉排氣孔，停止排氣；
(3)共滲:當爐溫升至580°C后，繼續(xù)以相同的滴入速度和流量分別滴入甲醇，并通入氨氣，同時調整排氣孔，使爐壓保持在1400~1600Pa，保溫600分鐘；
(4)出爐:打開排氣孔，使爐壓降至常壓，出爐油冷。
[0013]經上述處理后，柴油機搖臂軸表面化合物層厚度不小于0.015mm，滲層總深度不小于0.3mm，表面硬度Ηνα2720~Hva 2920，本發(fā)明與現有技術對照如下表:
【權利要求】
1.一種滴注式鐵素體氣體氮碳共滲工藝，其特征在于，包括以下步驟: (1)進爐:先將爐溫升至575~590°C，此時將零件送進爐中，待爐溫自然下降至450~550°C，再升溫至575~590°C，同時開啟氮勢儀； (2)排氣:當爐溫從450~550°C升至575~590°C過程中排氣，排氣時間不少于45分鐘，排氣時滴入甲醇，同時通入氨氣，甲醇滴入速度為60~90滴/分鐘，氨氣流量為4.25~4.75m3/h，當廢氣能點燃時，關閉排氣孔，停止排氣； (3)共滲:當爐溫升至575~590°C后，繼續(xù)以相同的滴入速度和流量分別滴入甲醇，并通入氨氣，同時調整排氣孔，使爐壓保持在1400~1600Pa，保溫540~600分鐘； (4)出爐:打開排氣孔，使爐壓降至常壓，出爐油冷。
2.如權利要求1所述的滴注式鐵素體氣體氮碳共滲工藝，其特征在于:步驟(2)和步驟(3)中氨分解率均為55%~7 0%。
【文檔編號】C23C8/32GK103628021SQ201310572514
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年11月18日 優(yōu)先權日:2013年11月18日
【發(fā)明者】朱松東, 徐飛, 莊振武, 連興旺 申請人:中船動力有限公司