專利名稱:高速鋼材料表面化學(xué)熱處理工藝方法
本發(fā)明屬于金屬表面化學(xué)熱處理工藝方法，特別是高速鋼材料表面化學(xué)熱處理工藝方法。
已知的硫、氧、硼、碳、氮五元共滲工藝方法，是將一種配制好的有機(jī)溶液直接滴注到爐膛內(nèi)進(jìn)行熱分解，從而使刀具表面同時(shí)滲入硫、氧、硼、碳、氮的工藝方法。共滲的滲劑是硫脲、硼酸、甲酰胺、無(wú)水乙醇，配制方法是將8克硫脲和8克硼酸溶解到500毫升甲酰胺和500毫升乙醇的混合溶液中，共滲溫度為560～570℃。共滲采用熱爐裝料。共滲后出爐油冷或空冷。為了消除氫脆，共滲后的刀具再經(jīng)250℃回火1小時(shí)(《高速鋼刀具的氣體多元共滲》、《金屬熱處理》1973.4，第17頁(yè))，其缺點(diǎn)在于五元共滲后的高速鋼刀具經(jīng)刃磨后直接使用，則因刀口太脆而出現(xiàn)崩刃現(xiàn)象，從而被加工零件的光潔度變壞，共滲后還需重新回火的滲后處理工藝。
本發(fā)明的目的在于提供一種設(shè)備簡(jiǎn)單，操作易行，滲劑易得，成本低廉，較少表層脆化，較少環(huán)境污染，滲后工件不再清洗，不需任何滲后處理工藝，表面質(zhì)量特征烏黑美觀，工藝方法簡(jiǎn)易合理，適用幅度寬廣，便于推廣應(yīng)用的高速鋼材料表面化學(xué)熱處理工藝方法。
本發(fā)明目的是通過(guò)碳、氮、氧、硼四元復(fù)合氣滲工藝方法實(shí)現(xiàn)的。爐內(nèi)分解，平行注入，滴控?cái)?shù)量，低溫處理工藝條件下對(duì)高速鋼工件進(jìn)行碳、氮、氧、硼四元復(fù)合氣滲，復(fù)合氣滲后，不需滲后處理，平行注入是指在不變工藝條件下，碳、氮、氧、硼四種化學(xué)元素活性原子不作分段處理，而是復(fù)合處理一次等同注入過(guò)程;滴控?cái)?shù)量是為了保證爐內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的完成，以滲劑用量的滴量控制共滲氣氛。滴量參數(shù)是根據(jù)爐膛容積和可控氣氛優(yōu)選而確定的;低溫處理是指四元復(fù)合氣滲處理的溫度是在低于高速鋼材料的回火溫度條件下進(jìn)行。四元復(fù)合氣滲的滲劑是由含硼添加劑、稀釋劑、含氮有機(jī)化合物、活化催滲劑、酮類組成。高速鋼材料四元復(fù)合氣滲工藝過(guò)程是將清洗并烘干的工件熱裝爐。為了保持和恢復(fù)復(fù)合氣滲所需求氣氛，以酮類滲劑進(jìn)行排氣。排氣后，進(jìn)行四元復(fù)合氣滲2～4小時(shí)，共滲期間內(nèi)爐氣控制在30～60毫米水柱。共滲中間抽樣檢驗(yàn)2次，共滲后出爐油冷，進(jìn)行成品包裝。
高速鋼材料表面碳、氮、氧、硼四元復(fù)合氣滲工藝，方法簡(jiǎn)易合理，適用范圍寬廣，便于推廣應(yīng)用。共滲形成的滲層性能穩(wěn)定，所用設(shè)備簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便易行，較少環(huán)境污染。所采用的滲劑易得。價(jià)格低廉，滲后的高速鋼工件較少表層脆化，不需再進(jìn)行回火等任何滲后處理工藝，也不需要清洗工件，且工件表面質(zhì)量特征烏黑美觀。經(jīng)過(guò)四元復(fù)合氣滲工藝處理的高速鋼刀具，達(dá)到了高效率、低損耗、多功能地提高高速鋼刀具的使用壽命，耐用度以及部分地代替價(jià)格昂貴的V3N、CO3N超硬高速鋼刀具加工HB＜300-350的超硬材料，防止高速鋼刀具在大氣環(huán)境中工作所造成的難于克服的氧化銹蝕，也符合高速鋼刀具必須朝著超硬刀具發(fā)展的方向。經(jīng)碳、氮、氧、硼四元復(fù)合氣滲的高速鋼刀具獲得穩(wěn)定而良好的質(zhì)量，從而具有較高的精度、光潔度和穩(wěn)定的尺寸、壽命耐用度根據(jù)不同的加工物料受力狀態(tài)和物料的原始狀態(tài)不同，與未經(jīng)處理的淬火回火刀具相比，分別穩(wěn)定提高1～4倍，最高乃至10倍以上，從而節(jié)省了大量的高速鋼材料，高速鋼刀具表層硬度可以穩(wěn)定提高3～5HRC單位，高速鋼刀具硬度、切削效率、紅硬性三大技術(shù)指標(biāo)都有提高。
本發(fā)明的最佳實(shí)施例。高速鋼W18Cr4V絲錐碳、氮、氧、硼四元復(fù)合氣滲工藝方法，絲錐在裝入RQ2-75-9D型滴控井式氣體滲碳爐以前，經(jīng)過(guò)防銹磷化劑(PH1-2)、金屬洗凈劑清洗干凈并烘干，達(dá)到表面沒(méi)有油污、銹蝕、水珠等方可裝爐，采用熱裝爐。裝爐后，為了保持和恢復(fù)復(fù)合氣滲所需求的氣氛，以丙酮排氣30分鐘，每分鐘120滴，排氣后，進(jìn)行復(fù)合氣滲2～4小時(shí)，復(fù)合氣滲期間爐氣壓力控制在30～60毫米水柱，復(fù)合氣滲溫度為540～560℃，復(fù)合氣滲期間2次抽樣檢驗(yàn)，復(fù)合氣滲后出爐，以10～20＃機(jī)油為介質(zhì)進(jìn)行冷卻，隨后進(jìn)行成品包裝。復(fù)合氣滲的滲劑采用硼酐、乙醇、甲酰胺、氟硼酸鉀、丙酮，使用時(shí)，在每10毫升乙醇中溶入1克硼酐，稱為硼酐乙醇溶液，硼酐乙醇溶液與甲酰胺以容積比1∶2混合稱混液。復(fù)合氣滲期間，其用量以滴數(shù)控制，分別為混液每分鐘210滴。丙酮每分鐘105滴，氟硼酸鉀的用量按滲劑總?cè)莘e的2～5%滴入。滲劑用量的容積比是硼酐乙醇溶液∶甲酰胺∶丙酮∶氟硼酸鉀為8∶16∶12∶1。
權(quán)利要求
1.一種高速鋼材料表面化學(xué)熱處理工藝方法，其特征是碳、氮、氧、硼四元復(fù)合氣滲工藝方法。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1的四元復(fù)合氣滲工藝方法，其特征在于爐內(nèi)分解、平行注入、滴控?cái)?shù)量、低溫處理工藝條件下復(fù)合氣滲工藝方法，復(fù)合氣滲后，不需滲后處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1和2的四元復(fù)合氣滲工藝方法，其特征在于復(fù)合氣滲的最佳溫度為540～560℃。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1的四元復(fù)合氣滲工藝方法，其特征在于滲劑由含硼添加劑、稀釋劑、含氮有機(jī)化合物、活化催滲劑、酮類組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1和4的四元復(fù)合氣滲工藝方法，其特征在于最佳滲劑為硼酐、乙醇、甲酰胺、氟硼酸鉀、丙酮，滲劑用量最佳容積比是硼酐乙醇溶液∶甲酰胺∶丙酮∶氟硼酸鉀為8∶16∶12∶1。
專利摘要
本發(fā)明是高速鋼材料表面化學(xué)熱處理工藝方法，通常高速鋼材料表面多元共滲工藝方法，使處理后的高速鋼材料太脆，其硬度、耐磨性、淬透性較差，還需進(jìn)行滲后處理。本發(fā)明的高速鋼材料表面碳、氮、氧、硼四元復(fù)合氣滲工藝方法，采用爐內(nèi)分解，平行注入，滴控?cái)?shù)量，低溫處理?xiàng)l件下復(fù)合氣滲。氣滲后無(wú)需滲后處理，該工藝方法最適用于高速鋼刀具表面化學(xué)熱處理。
文檔編號(hào)C23C8/28GK85105683SQ85105683
公開(kāi)日1987年1月21日 申請(qǐng)日期1985年7月19日
發(fā)明者恩振宇, 趙惠英, 肖明金 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)市第二量具刃具廠導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan