[发明专利]渗碳淬火方法无效
申请号: | 201110056092.1 | 申请日: | 2011-03-07 |
公开(公告)号: | CN102345132A | 公开(公告)日: | 2012-02-08 |
发明(设计)人: | 山本亮介 | 申请(专利权)人: | 光洋热系统株式会社 |
主分类号: | C23F17/00 | 分类号: | C23F17/00;C23C8/22;C21D1/18 |
代理公司: | 北京信慧永光知识产权代理有限责任公司 11290 | 代理人: | 李雪春;武玉琴 |
地址: | 日本*** | 国省代码: | 日本;JP |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 渗碳 淬火 方法 | ||
技术领域
本发明涉及用于对机械零件等进行气体渗碳淬火的渗碳淬火方法。
背景技术
以往为了提高机械零件的疲劳强度和耐磨性能,进行气体渗碳淬火处理。气体渗碳淬火通常是把表面硬化钢等制成的被处理构件加热到A3线以上的温度,并保持在由改性气体或碳氢化合物等构成的渗碳氛围下进行(例如参照专利文献1)。被处理构件通过渗碳,其表面附近的碳浓度增加,可以提高该被处理构件的表面硬度。另一方面,由于被处理构件的芯部保持碳浓度比较低的表面硬化钢的碳浓度,所以因提高了表面硬度而提高了耐磨性能和机械强度,同时可以确保被处理构件整体的韧性。
专利文献1日本专利公开公报特开2003-121077号
由于上述渗碳淬火一般需要数小时左右的处理时间,所以从提高生产率或降低制造成本的角度考虑,希望寻求进一步缩短处理时间的方法。
其中,由于渗碳是通过从外部向材料提供碳并使其固溶、扩散来进行的,所以如果提高处理温度,则会提高碳的扩散速度,可以在短时间使需要的碳量在被处理构件中固溶、扩散,从而可以缩短渗碳处理的处理时间。另一方面,如果提高处理温度,则因在处理中保持在高温,会使被处理构件的奥氏体晶粒长大,有可能导致被处理构件淬火后的机械性能降低,以及因奥氏体晶粒长大造成淬火时在被处理构件的表面和内部产生微细的裂纹。
对此也可以考虑使用通过添加Nb、Ti可以抑制因保持在高温而造成的奥氏体晶粒长大的钢材。可是,用这种钢材抑制奥氏体晶粒长大的效果在实际应用中要在1050℃左右,并且要用特殊的钢材,所以从成本的角度考虑不是优选的。
发明内容
鉴于这种情况,本发明的目的是提供一种可以缩短渗碳处理的处理时间的渗碳淬火方法,不使用特殊的钢材,且不会产生微细裂纹或降低机械性能。
为了达到上述目的,本发明提供一种用于对表面硬化钢制成的被处理构件进行渗碳淬火的渗碳淬火方法,其特征在于包括:加热工序,把所述被处理构件加热到1050℃~1350℃的处理温度;渗碳工序,把所述被处理构件保持在所述处理温度,在调整成所述被处理构件表面的碳浓度小于JE线或小于Acm线的渗碳氛围中进行渗碳处理,并且用所述渗碳处理使作为碳扩散范围的扩散层的碳浓度在0.6wt%以下;一次淬火工序,在所述渗碳工序后,降温到规定的淬火温度进行淬火;保温工序,把所述一次淬火工序后的所述被处理构件保持在1000℃以下而且比A3线或Acm线高的温度;二次淬火工序,在所述保温工序后进行淬火。
按照上述渗碳淬火方法,由于在渗碳工序中使处理温度为1050℃到1350℃的范围,并在把处理氛围调整成所述被处理构件表面的碳浓度小于JE线或小于Acm线的渗碳氛围中进行渗碳处理,所以能向被处理构件提供能固溶的碳量,同时可以提高碳向被处理构件的扩散速度。其结果,可以用短的时间使需要的碳量以需要的渗碳深度固溶到被处理构件中,从而可以用短的时间完成渗碳处理。
此外,被保持在1050℃到1350℃高温的被处理构件的金属组织中,出现奥氏体晶粒长大,有可能会因之后进行的淬火产生微细裂纹。关于这一点,由于在本发明中使扩散层的碳浓度为0.6wt%以下,所以在此后一次淬火工序时,可以抑制因奥氏体晶粒长大而可能导致产生的微细裂纹。
此外在一次淬火工序后,由于利用保温工序把所述被处理构件保持在1000℃以下而且比A3线或Acm线高的温度,所以被处理构件组织中的奥氏体晶粒被细化。因此在二次淬火后,可以防止因原始奥氏体晶粒长大造成的机械性能的降低。
根据以上说明,按照本发明,即使不用特殊的钢材,也不会产生微细裂纹和降低机械性能,可以在高温下进行渗碳处理,可以缩短渗碳淬火的处理时间。
在上述渗碳淬火方法中,优选的是,所述渗碳工艺包括:渗碳处理工序,把所述被处理构件保持在所述处理温度,在调整成所述被处理构件表面的碳浓度大于0.6wt%而且小于JE线或小于Acm线的渗碳氛围中进行渗碳处理;扩散处理工序,使利用渗碳处理工序渗入所述被处理构件的碳扩散,并使所述扩散层的碳浓度在0.6wt%以下。
在这种情况下,即使在渗碳处理工序使被处理构件表面的碳浓度调整成超过0.6wt%的高浓度,利用此后的扩散处理工序,使渗入被处理构件表面的碳向该被处理构件内部扩散,也可以确保必要的渗碳深度,同时使扩散层的碳浓度在0.6wt%以下。因此,可以抑制有可能因一次淬火工序产生的微细裂纹,同时在渗碳处理工序中,可以使更多的碳固溶到被处理构件中,可以用更短的时间完成渗碳处理。
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