[发明专利]一种金属零部件的热处理方法

说明书

本发明提出一种金属零部件的热处理方法，属于热处理技术领域，能够解决现有金属零部件热处理工艺存在随炉升温过程不可控、耗时较长，进而使得处理后的金属零部件硬度、抗疲劳等性能不理想、基体组织存在晶粒度不均匀等的技术问题。该热处理工艺包括：预热处理、进炉降温与升温处理、高温渗碳强渗处理、高温渗碳扩散处理、随炉降温与均热处理、淬火与清洗处理、低温回火处理和出炉空冷等。本发明具有操作简便、工艺过程可控，且能够明显改善内部组织因局部先奥氏体化并晶粒长大的不均匀性等特点，本发明能够应用于金属零部件热处理工艺方面。

技术领域

本发明属于热处理技术领域，尤其涉及一种金属零部件的热处理方法。

背景技术

金属零部件是机械行业机械的基本结构和性能部件，要求其具有较高的表面硬度、耐磨性以及较高的心部强度和韧性，同时又能承受一定的交变应力，因此需要经过特定工艺流程的热处理，使其具有表面的高硬度、高的耐磨性、抗疲劳性、高尺寸精度等性能。

渗碳淬火是一种常见的金属零部件热处理工艺，该工艺可以使渗过碳的零件表面获得很高的硬度，提高其耐磨程度。目前，现有的渗碳淬火工艺一般包括：进渗碳炉升温、渗碳、出炉后冷却、清洗、低温回火、出炉冷却等工序，但由于现有渗碳淬火工艺的随炉升温过程不可控，且耗时较长，极易导致处理后的金属零部件内部组织晶粒度异常长大，进而影响金属零部件的硬度、抗疲劳性等性能，因此，如何研发一种操作简便、工艺过程可控，且能够改善内部组织因局部先奥氏体化并晶粒长大的不均匀性的热处理工艺是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明针对现有的金属零部件热处理工艺存在随炉升温过程不可控、耗时较长，进而使得处理后的金属零部件硬度、抗疲劳等性能不理想的技术问题，提出一种操作简便、工艺过程可控，且能够明显改善内部组织因局部先奥氏体化并晶粒长大的不均匀性的金属零部件的热处理方法。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种金属零部件的热处理方法，包括如下步骤：

将金属零部件置于预热装置中进行预热处理；

炉温升至850-1000℃时空炉等待，经预热处理后的金属零部件进渗碳炉，进行进炉降温与升温处理；

经进炉降温与升温处理后的金属零部件在850-1000℃条件下，进行高温渗碳强渗处理和高温渗碳扩散处理；

经高温渗碳扩散处理后的金属零部件随炉降温至800-900℃后进行均热处理，随后出炉；

经均热处理后的金属零部件入油淬火，并使用清洗液清洗淬火后的金属零部件；

将清洗后的金属零部件转入回火炉中进行低温回火处理后，出炉空冷；

在所述高温渗碳强渗处理、高温渗碳扩散处理和均热处理过程中，全程通入富化气和甲醇。

作为优选，所述预热处理于氮气保护下进行，氮气流速为6-12m³/h。

作为优选，所述预热处理的温度为350-500℃，预热时间为50-180min,预热装置为预热炉。

作为优选，所述进炉降温与升温处理的时长≤120min，升温的温度条件为850-1000℃。

作为优选，所述高温渗碳强渗处理的碳势为0.90％-1.15％，渗碳时间为80-210min，高温渗碳扩散处理的碳势为0.70％-0.85％，渗碳时间为80-210min。

作为优选，所述高温渗碳强渗处理过程中富化气的初始流速为6-10L/min，待碳势稳定20-30min后，再将富化气的流速降至3-5L/min，甲醇流速为45-60mL/min；