[发明专利]大中型炉体预备碳势快速浅层渗碳工艺

说明书

技术领域

本发明涉及钢铁工件的渗碳工艺技术领域，尤其是一种大中型炉体预备碳势快速浅层渗碳工艺。

背景技术

由于在大炉体浅层渗碳气氛难以建立与控制，进行薄层渗碳的效果不稳定，会导致a：层深达到范围要求，但浅层渗碳后表面难以形成足够高的碳含量，导致后期淬火硬度不够(低于要求下限，约52HRC或更低，甚至淬不上火)；b：为保证表面碳浓度，则层深难以控制，漂移至1mm左右或更高。由于上述设备条件和精度所限，长期以来一般渗碳深度在1.2mm以上，低于0.9mm的浅层渗碳是在大中型设备上难以涉足且难以控制的盲点。

发明内容

为了克服现有的技术层深度不易控制、硬度偏低、有效淬硬层波动大等的不足，本发明提供了一种大中型炉体预备碳势快速浅层渗碳工艺。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种大中型炉体预备碳势快速浅层渗碳工艺，该工艺包括在渗碳温度800℃～900℃，控制钢铁工件预备碳势，控制钢铁工件强渗期与扩散期比例3∶(1～1.5)，控制钢铁工件出炉碳势收势0.95～0.7，以得到期望的渗层深度与组织，有效控制钢铁工件的质量。

根据本发明的另一个实施例，进一步包括所述钢铁工件的材质包括各种渗碳钢。

根据本发明的另一个实施例，进一步包括所述钢铁工件含有一种或多种合金元素。

本发明的有益效果是，本发明的意义在于突破了长期以来在大中型设备上一般渗碳深度控制在1.2mm以上、低于0.9mm的浅层渗碳是大中型设备难以涉足并难以控制的盲点，同时为大中型设备浅层渗碳开辟了一条简单实用的途径。与现有技术相比，本发明的优点是：

1、成本低，渗速快：采用控制碳势与温度的工艺，采用简单的设备条件与控制条件即可实现。

2、渗层质量稳定：经长期多种材质、多种结构、多种产品实际生产证明，可得到理想的浅层渗碳深度与有效淬硬层深度。

3、适用广泛：适用于一切常规的渗碳钢。提高合金化可加快渗速。

4、设备利用率高：经生产实践验证可应用于大中小不同炉体设备渗碳。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是螺钉球座渗碳淬火回火后的硬度梯度曲线图(纵坐标为硬度值(HV_1.0)，横坐标为距表面距离(0.001mm))。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

一种大中型炉体预备碳势快速浅层渗碳工艺，包括在渗碳温度800℃～900℃，控制钢铁工件预备碳势，控制钢铁工件强渗期与扩散期比例3∶(1～1.5)，控制钢铁工件出炉碳势收势0.95～0.7，以得到期望的渗层深度与组织，有效控制钢铁工件的质量。

所述钢铁工件的材质包括各种渗碳钢。

所述钢铁工件含有一种或多种合金元素。

对于大中型炉体进行渗碳，由于气氛的建立、温度均匀性控制、热惯性等因素，一般渗层保持一定的深度，相对浅层渗碳的实践较少。因此渗碳的经验一般建立在深层渗碳的基础上，并把其经验推广到其它类型的渗碳(包括浅层渗碳)过程中。由于套用这种渗碳方法会形成较强的渗碳能力，在控制浅层深度的过程中，大中型炉体的客观特性使得层深与组织控制困难。因此本发明突破性地提出控制预备碳势，控制渗碳温度，控制强渗期与扩散期比例，控制出炉碳势收势，以得到期望的渗层深度与组织，有效控制产品质量，并经长期实践证实取得了理想的效果。

以下结合实例说明：

实施例：

以20CrMn制作的钢制零件

零件名称：螺钉球座

材质：20CrMn

技术要求：渗碳层深0.5～0.7mm

表面硬度：59～63HRC

淬深处硬度：550HV1

预置碳势：1.0～1.2

渗碳温度：850～880℃

渗碳时间：90-120min，出炉前调整降低碳势

渗碳淬火后表面硬度62～64HRC

回火后表面硬度61～62HRC

有效淬硬层深度0.70mm

有效淬硬层分布见附图1。