[发明专利]滴注式铁素体气体氮碳共渗工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种氮碳共渗工艺，尤其是一种可获得厚化合物层的滴注式铁素体气体氮碳共渗工艺，属于化学热处理技术领域。

背景技术

气体氮碳共渗是在钢铁工件表层同时渗入氮和碳，并以渗氮为主的化学热处理工艺，其目的是为了提高钢铁工件的表面硬度、耐磨性和抗腐蚀性等综合力学性能。摇臂轴、摆臂轴等零件是柴油机的重要零部件，在柴油机运行过程中，这些零件承受较大的交变应力，长期工作后磨损比较严重，这就要求这些零件表面硬度高，耐磨性好，耐蚀性好，疲劳强度高，摇臂轴、摆臂轴等均采用低碳合金钢制成，通常采用经井式氮化炉氮碳共渗的方法来提高上述综合机械性能，氮碳共渗后再进行抛光处理。但摇臂轴、摆臂轴等零件经现有氮碳共渗工艺处理后，其表面硬度、化合物层深度、渗层总深度等均难以满足柴油机运行工况的要求。

申请号为201110187040.8的中国发明专利申请公开了一种稀土催渗氮碳共渗工艺，其工艺为配置不同浓度的稀土催渗剂，根据工件技术条件选择合适的工艺参数进行氮碳共渗，其中渗氮剂为氨气，渗碳剂为甲醇或丙酮，氮碳共渗温度为570℃，该发明的工艺使渗层白亮层加厚，渗层深度增加，缩短了工艺时间，提高了工件表面硬度和扩散层硬度，使硬度梯度变得平缓，细化渗层组织，增加氮化物的弥散度，提高了工件的使用性能及使用寿命，但工艺过程复杂，成本高，仍然无法满足摇臂轴、摆臂轴等低碳合金钢零件的使用要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种工艺简单、操作方便、成本低、能满足摇臂轴、摆臂轴等低碳合金钢零件使用要求的滴注式铁素体气体氮碳共渗工艺。

本发明通过以下技术方案予以实现：

一种滴注式铁素体气体氮碳共渗工艺，包括以下步骤：

（1）进炉：先将炉温升至575～590℃，此时将零件送进炉中，待炉温自然下降至450～550℃，再升温至575～590℃，同时开启氮势仪； 

   （2）排气：当炉温从450～550℃升至575～590℃过程中排气，排气时间不少于45分钟，排气时滴入甲醇，同时通入氨气，甲醇滴入速度为60～90滴/分钟，氨气流量为4.25～4.75m³/h，当废气能点燃时，关闭排气孔，停止排气；

   （3）共渗：当炉温升至575～590℃后，继续以相同的滴入速度和流量分别滴入甲醇，并通入氨气，同时调整排气孔，使炉压保持在1400～1600Pa，保温540～600分钟；

   （4）出炉：打开排气孔，使炉压降至常压，出炉油冷。

本发明的目的还可以通过以下技术措施来进一步实现。

前述的滴注式铁素体气体氮碳共渗工艺，其中步骤（2）和步骤（3）中氨分解率均为55%～70%。

本发明工艺过程简单，操作方便，成本低，与现有技术相比，经本发明处理过的低碳合金钢零件的化合物层深度、渗层总深度和表面硬度均明显优于现有技术处理过的低碳合金钢零件，而化合物层的疏松度并没有变化，符合相关标准要求，从而大大提高了低碳合金钢零件的综合机械性能，满足其使用要求。

本发明的优点和特点，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示和解释，这些实施例，是参照附图仅作为例子给出的。

附图说明

图1是本发明的工艺曲线示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

本实施例选用材质为25Cr2MoV的柴油机摇臂轴进行氮碳共渗工艺，如图1所示，包括以下步骤：

（1）进炉：先将炉温升至580℃，此时将零件送进井式氮化炉中，待炉温自然下降至500℃，再升温至580℃，同时开启氮势仪； 

（2）排气：当炉温从500℃升至580℃过程中排气，排气时间不少于45分钟，排气时滴入甲醇，同时通入氨气，甲醇滴入速度为60～90滴/分钟，氨气流量为4.25～4.75m³/h，本实施例中甲醇滴入速度为80滴/分钟，氨气流量为4.25 m³/h，氨分解率为55%～70%，当废气能点燃时，关闭排气孔，停止排气；

   （3）共渗：当炉温升至580℃后，继续以相同的滴入速度和流量分别滴入甲醇，并通入氨气，同时调整排气孔，使炉压保持在1400～1600Pa，保温600分钟；

   （4）出炉：打开排气孔，使炉压降至常压，出炉油冷。