[发明专利]一种新型复合热处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型复合热处理方法，特别是一种能够提高奥氏体渗碳/碳氮共渗层深度和减少变形的复合热处理方法，属于热处理技术领域。

背景技术

化学热处理是通过改变金属和合金工件表层的化学成分、组织和性能的金属热处理。化学热处理主要有渗碳、渗氮以及碳氮共渗等。渗氮或碳氮共渗是一种通过碳或碳和氮的渗入使奥氏体钢制工件表面改变化学成分和组织结构的表面改性技术。经过化学热处理的工件，具有高的硬度和耐磨性，心部能保持高的韧性，可承受冲击载荷，疲劳强度较高。但是，由于处理温度较高，导致零件变形大，提高后续加工量强度。为了提高有效硬化层深度，人们不断探索新的工艺方法。如专利号为02157722.6的发明专利所介绍的“复合热处理方法”，该专利通过将化学热处理与奥氏体渗氮或碳氮共渗技术结合起来进行复合热处理方法，先将工件加热至奥氏体状态进行渗氮或碳氮共渗，获得预定的渗层，然后在同炉内将温度降低到奥氏体渗氮温度620-720℃进行渗氮或碳氮共渗处理，使工件表面层奥氏体的氮浓度提高到奥氏体渗氮层的水平，再进行直接淬火并在200-300℃温度区间中的等温淬火。该专利使处理工件的硬度得到很大提高，但由于淬火温度的选择偏高，导致工件的变形量较大，后续处理工序繁杂，甚至有部分工件无法修复直接报废，浪费了钢铁材料，也严重影响了企业的经济效益。

发明内容

发明人在精心研究以及多次试验的基础上，克服了上述现有技术之不足，提供了一种新型复合热处理方法，该方法能够有效提高奥氏体渗氮/碳氮共渗层深度和大大减少工件变形量，提高钢铁材料的利用率，增加企业的经济效益。

本发明的上述目的是通过以下技术方案实现的。

一种新型复合热处理方法，该方法将化学热处理(如渗氮或碳氮共渗)与奥氏体渗氮或奥氏体碳氮共渗技术结合起来进行复合处理方法，先将工件加热至奥氏体状态进行渗氮或碳氮共渗，获得预定的渗层，然后在同炉内将温度降低到奥氏体渗氮温度560-640℃进行渗氮或碳氮共渗处理，使工件表面层奥氏体的氮浓度提高到奥氏体渗氮层的水平，再进行淬火处理并在200-300℃温度范围内的时效或者直接进行200-300℃温度区间中的等温淬火，使高氮奥氏体发生分解，得到高的表面硬度和耐磨性。

本发明所介绍的新型复合热处理方法，淬火温度选择适当，能够有效提高奥氏体渗氮/碳氮共渗层深度和大大减少工件变形量，提高钢铁材料的利用率，增加企业的经济效益。

[具体实施方式]

下面用几个实施例具体介绍本发明。

实施例一：将工件装炉后在880-950℃温度下进行渗碳，控制碳势，在达到预定的渗层深度后，随炉降温至560-640℃温度范围进行奥氏体渗氮，采用氨气或氨气与氨分解气的混合气，控制氨分解率，使工件表面氮浓度达到奥氏体饱和浓度，然后出炉油淬，并再进行200-300℃温度范围内的时效处理或直接在这一温度范围内等温淬火。

实施例二：将工件装炉后在800-850℃温度下进行碳氮共渗，在达到预定的渗层深度后，随炉降温至560-640℃温度范围进行奥氏体渗氮，采用氨气或氨气与氨分解气的混合气，控制氨分解率，使工件表面氮浓度达到奥氏体饱和浓度，然后出炉油淬，并再进行200-300℃温度范围内的时效处理或直接在这一温度范围内等温淬火。

以上是本发明的较佳实施例，凡依本发明技术方案所作的非实质性改进，所产生的功能作用未超出本发明技术方案的范围时，均属于本发明的保护范围。