一種基于天然氣的真空滲碳方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于天然氣的真空滲碳方法，該基于天然氣的真空滲碳方法包括以下步驟：將工件裝入爐中，進(jìn)行排氣使真空度達(dá)到133Pa；進(jìn)行通電加熱使真空度達(dá)到滲碳溫度1030℃~1050℃；經(jīng)過(guò)保溫，通入天然氣使工件開始滲碳，反復(fù)通入停止天然氣數(shù)次使?jié)B碳的過(guò)程充分進(jìn)行直到滲碳完成；充入氮?dú)?，并把工件移入爐內(nèi)冷卻室中，待次至550℃~660℃后重新于真空條件下加熱到淬火溫度以細(xì)化晶粒；當(dāng)淬火加熱保溫結(jié)束后，再一次通入氮?dú)?，隨后將工件進(jìn)行油淬。本發(fā)明通過(guò)使結(jié)晶粒粗大化后的被處理物得到規(guī)定的物性值，縮短了滲碳時(shí)間，滲碳表面質(zhì)量好，滲碳層均勻，沒(méi)有過(guò)度滲碳的危險(xiǎn)，能直接使用天然氣作滲碳劑，不需要?dú)怏w發(fā)生爐，排除了煙熱對(duì)環(huán)境的污染。
【專利說(shuō)明】一種基于天然氣的真空滲碳方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于金屬熱處理【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種基于天然氣的真空滲碳方法。
【背景技術(shù)】
[0002]真空滲碳處理是通過(guò)在金屬制的被處理物的表層部中進(jìn)行滲碳、淬火而提高表層部的硬度的滲碳處理的一種。在真空滲碳處理中具有專利文獻(xiàn)1(特開平8-325701號(hào)公報(bào))或?qū)＠墨I(xiàn)2 (特開2004-115893號(hào)公報(bào))所示的技術(shù)。在專利文獻(xiàn)1所示的真空滲碳處理中，通過(guò)在加熱室中以極低壓狀態(tài)將被處理物加熱到規(guī)定溫度，并將乙炔等滲碳性氣體裝入加熱室內(nèi)在被處理物中進(jìn)行滲碳后，停止?jié)B碳性氣體的供給，再次使加熱室內(nèi)為極低壓狀態(tài)，使被處理物的表面附近的碳素向內(nèi)部擴(kuò)散，在降溫到淬火溫度后進(jìn)行油冷。
[0003]在專利文獻(xiàn)2所示的真空滲碳處理中，為了改善被處理物的表面(特別是角部)的過(guò)剩的滲碳，而在專利文獻(xiàn)1那樣的真空滲碳處理中的擴(kuò)散初期，將脫碳性氣體導(dǎo)入爐(等同于專利文獻(xiàn)I中的加熱室)內(nèi)，減少或者除去被處理物的表面的滲碳體。
[0004]在上述這種以往的真空滲碳處理中，處理溫度越高，滲碳以及擴(kuò)散越快速進(jìn)行。因此，越提高處理溫度，越能夠縮短真空滲碳處理所要的時(shí)間。但是，其相反一面，在高溫下進(jìn)行真空滲碳處理時(shí)，被處理物的結(jié)晶粒粗大化。結(jié)晶粒粗大化后的被處理物無(wú)法得到規(guī)定的物性值，同時(shí)滲碳層不均勻，存在過(guò)度滲碳的危險(xiǎn)，作業(yè)條件差，對(duì)環(huán)境污染較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明實(shí)施例的目的在于提供一種基于天然氣的真空滲碳方法，旨在解決傳統(tǒng)技術(shù)中結(jié)晶粒粗大化后的被處理物無(wú)法得到規(guī)定的物性值，同時(shí)滲碳層不均勻，存在過(guò)度滲碳的危險(xiǎn)，作業(yè)條件差，對(duì)環(huán)境污染較大的問(wèn)題。
[0006]本發(fā)明實(shí)施例是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種基于天然氣的真空滲碳方法，該基于天然氣的真空滲碳方法包括以下步驟:
步驟一，將工件裝入爐中，進(jìn)行排氣使真空度達(dá)到133Pa ；
步驟二，進(jìn)行通電加熱使真空度達(dá)到滲碳溫度1030°C~1050°C ；
步驟三，經(jīng)過(guò)保溫，通入天然氣使工件開始滲碳，反復(fù)通入停止天然氣數(shù)次使?jié)B碳的過(guò)程充分進(jìn)行直到滲碳完成；
步驟四，充入氮?dú)?，并把工件移入爐內(nèi)冷卻室中，待次至550°C飛60°C后重新于真空條件下加熱到淬火溫度以細(xì)化晶粒；
步驟五，當(dāng)淬火加熱保溫結(jié)束后，再一次通入氮?dú)?，隨后將工件進(jìn)行油淬。
[0007]進(jìn)一步，在步驟一中，將工件裝入爐中，排氣使真空度達(dá)到133Pa的時(shí)間控制在13min ~15 min。
[0008]進(jìn)一步，在步驟二中，在升溫過(guò)程中，由于工件與爐壁脫氣會(huì)使?fàn)t內(nèi)真空度降低，待凈化完成后爐內(nèi)真空度又上升到133Pa。
[0009]進(jìn)一步,在步驟三中，保溫的時(shí)間控制在220 min~230min,經(jīng)過(guò)保溫后,通過(guò)天然氣后使?fàn)t內(nèi)真空度下降，而停止供給天然氣數(shù)分鐘則真空度再度上升，如此反復(fù)數(shù)次使?jié)B碳及擴(kuò)散過(guò)程充分進(jìn)行。
[0010]進(jìn)一步，在步驟四中，真空滲碳淬火后，需進(jìn)行180°C ~200°C的低溫回火。
[0011]本發(fā)明提供的基于天然氣的真空滲碳方法，通過(guò)使結(jié)晶粒粗大化后的被處理物得到規(guī)定的物性值，縮短了滲碳時(shí)間，滲碳表面質(zhì)量好，滲碳層均勻，沒(méi)有過(guò)度滲碳的危險(xiǎn)。本發(fā)明的真空滲碳方法能直接使用天然氣作滲碳劑，不需要?dú)怏w發(fā)生爐，同時(shí)作業(yè)條件好，排除了煙熱對(duì)環(huán)境的污染。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的基于天然氣的真空滲碳方法流程圖。
【具體實(shí)施方式】 [0013]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0014]下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的應(yīng)用原理作進(jìn)一步描述。
[0015]如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例的基于天然氣的真空滲碳方法包括以下步驟:
5101:將工件裝入爐中，進(jìn)行排氣使真空度達(dá)到133Pa ；
5102:進(jìn)行通電加熱使真空度達(dá)到滲碳溫度1030°C~1050°C ；
5103:經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的保溫，通入天然氣使工件開始滲碳，反復(fù)通入停止天然氣數(shù)次使?jié)B碳的過(guò)程充分進(jìn)行直到滲碳完成；
5104:充入氮?dú)猓压ぜ迫霠t內(nèi)冷卻室中，待次至550°C飛60°C后重新于真空條件下加熱到淬火溫度以細(xì)化晶粒；
5105:當(dāng)淬火加熱保溫結(jié)束后，再一次通入氮?dú)?，隨后將工件進(jìn)行油淬.在步驟SlOl中將工件裝入爐中，排氣使真空度達(dá)到133Pa的時(shí)間控制在13 min~15
min ；
在步驟S102中，在升溫過(guò)程中，由于工件與爐壁脫氣會(huì)使?fàn)t內(nèi)真空度降低，待凈化完成后爐內(nèi)真空度又上升到133Pa ；
在步驟S103中，保溫的時(shí)間控制在220 min~230min，經(jīng)過(guò)保溫后，通過(guò)天然氣后使?fàn)t內(nèi)真空度下降，而停止供給天然氣數(shù)分鐘則真空度再度上升，如此反復(fù)數(shù)次使?jié)B碳及擴(kuò)散過(guò)程充分進(jìn)行；
在步驟S104中，真空滲碳淬火后，需進(jìn)行180°C~200°C的低溫回火。
[0016]以下結(jié)合本發(fā)明的二聚體實(shí)施例和工作原理對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說(shuō)明:
本發(fā)明的實(shí)施例:
實(shí)施例1，在真空滲碳過(guò)程中采用使碳的滲入與擴(kuò)散反復(fù)交替進(jìn)行的操作方式，而且在每次的循環(huán)中滲碳的時(shí)間很短，使?jié)B碳層分布均勻，滲碳層中碳的濃度梯度變得緩和，并消除了過(guò)度滲碳的危險(xiǎn)，真空滲碳在達(dá)到滲碳溫度后才開始通入滲碳?xì)怏w，使工件與滲碳?xì)怏w的接觸時(shí)間很短，使結(jié)晶粒粗大化后的被處理物得到規(guī)定的物性值，如10鋼在1200°C滲碳5分鐘，碳的滲入時(shí)間為3分鐘，擴(kuò)散時(shí)間為2分鐘，滲碳層的深度為0.25mm ；實(shí)施例2，20MnMo鋼軸(長(zhǎng)為375mm)的真空滲碳熱處理的規(guī)程圖，在1038°C滲碳1.5小時(shí)后冷至相變點(diǎn)以下，在加熱到816°C油淬，表面硬度為HRC63-64，有效滲碳層的深度為
1.25mm，而且滲碳熱處理周期由普通氣體的6.5小時(shí)縮短到4.5小時(shí)。
[0017]工作原理:
本發(fā)明提供的真空滲碳方法，將工件裝入爐中，進(jìn)行排氣使真空度達(dá)到133Pa ;進(jìn)行通電加熱使真空度達(dá)到滲碳溫度1030°C~1050°C;經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的保溫，通入天然氣使工件開始滲碳，反復(fù)通入停止天然氣數(shù)次使?jié)B碳的過(guò)程充分進(jìn)行直到滲碳完成；充入氮?dú)猓压ぜ迫霠t內(nèi)冷卻室中，待次至550°C飛60°C后重新于真空條件下加熱到淬火溫度以細(xì)化晶粒；當(dāng)淬火加熱保溫結(jié)束后，再一次通入氮?dú)?，隨后將工件進(jìn)行油淬，在真空滲碳過(guò)程中采用使碳的滲入與擴(kuò)散反復(fù)交替進(jìn)行的操作方式，而且在每次的循環(huán)中滲碳的時(shí)間很短，使?jié)B碳層分布均勻，滲碳層中碳的濃度梯度變得緩和，并消除了過(guò)度滲碳的危險(xiǎn)，真空滲碳在達(dá)到滲碳溫度后才開始通入滲碳?xì)怏w，使工件與滲碳?xì)怏w的接觸時(shí)間很短，使結(jié)晶粒粗大化后的被處理物得到規(guī)定的物性值。
[0018]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同`替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于天然氣的真空滲碳方法，其特征在于，該基于天然氣的真空滲碳方法包括以下步驟:步驟一，將工件裝入爐中，進(jìn)行排氣使真空度達(dá)到133Pa ；步驟二，進(jìn)行通電加熱使真空度達(dá)到滲碳溫度1030°C~1050°C ；步驟三，經(jīng)過(guò)保溫，通入天然氣使工件開始滲碳，反復(fù)通入停止天然氣數(shù)次使?jié)B碳的過(guò)程充分進(jìn)行直到滲碳完成；步驟四，充入氮?dú)?，并把工件移入爐內(nèi)冷卻室中，待次至550°C飛60°C后重新于真空條件下加熱到淬火溫度以細(xì)化晶粒；步驟五，當(dāng)淬火加熱保溫結(jié)束后，再一次通入氮?dú)?，隨后將工件進(jìn)行油淬。
2.如權(quán)利要求1所述的基于天然氣的真空滲碳方法，其特征在于，在步驟一中，將工件裝入爐中，排氣使真空度達(dá)到133Pa的時(shí)間控制在13 min~15 min。
3.如權(quán)利要求1所述的基于天然氣的真空滲碳方法，其特征在于，在步驟二中，在升溫過(guò)程中，由于工件與爐壁脫氣會(huì)使?fàn)t內(nèi)真空度降低，待凈化完成后爐內(nèi)真空度又上升到133Pa。
4.如權(quán)利要求1所述的基于天然氣的真空滲碳方法，其特征在于，在步驟三中，保溫的時(shí)間控制在220 min ~230min，經(jīng)過(guò)保溫后，通過(guò)天然氣后使?fàn)t內(nèi)真空度下降，而停止供給天然氣數(shù)分鐘則真空度再度上升，如此反復(fù)數(shù)次使?jié)B碳及擴(kuò)散過(guò)程充分進(jìn)行。
5.如權(quán)利要求1所述的基于天然氣的真空滲碳方法，其特征在于，在步驟四中，真空滲碳淬火后，需進(jìn)行180°C~200°C的低溫回火。
【文檔編號(hào)】C23C8/20GK103668041SQ201310742290
【公開日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年12月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月30日
【發(fā)明者】張文妍 申請(qǐng)人:金陵科技學(xué)院