[发明专利]一种渗碳淬火工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种渗碳淬火工艺，属于金属热处理技术领域。

背景技术

渗碳淬火是金属材料常见的一种热处理工艺，它可以使渗过碳的工件表面获得很高的硬度，提高其耐磨程度。传统工艺主要有：低温回火、预冷直接淬火、一次加热淬火、渗碳高温回火、二次淬火冷处理、渗碳后感应加热等工序。淬火工艺在现代机械制造工业得到广泛的应用。机械中重要零件，尤其在汽车、飞机、火箭中应用的钢件几乎都经过淬火处理。为满足各种零件千差万别的技术要求，发展了各种淬火工艺。

渗碳是指使碳原子渗入到钢表面层的过程。也是使低碳钢的工件具有高碳钢的表面层，再经过淬火和低温回火，使工件的表面层具有高硬度和耐磨性，而工件的中心部分仍然保持着低碳钢的韧性和塑性。

目前在进行渗碳淬火时，一般都是一次渗碳，渗碳时间很长，金属处于长时间的高温状态，会致使金属硬度偏低，降低抗疲劳性能和耐磨性能，缩短使用寿命。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提出一种两次渗碳的渗碳淬火工艺。

本发明为解决上述技术问题提出的技术方案是：一种渗碳淬火工艺,包括以下步骤：

㈠渗碳

A.一次渗碳，将工件置于加热炉内，加热炉从室温升到900-950℃以渗碳，渗碳时间1～2.5h；

B.风冷，将一次渗碳后的工件采用风冷以10-12℃/s的冷却速率将工件加速冷却至室温；

C.二次渗碳，将工件置于加热炉内，加热炉从室温升到900-950℃以渗碳，渗碳时间2～3h，且渗碳中的强渗阶段的碳势CP为1.12-1.15C%，扩散阶段的碳势CP为0.75-0.85C%；

D．水冷，采用水冷将二次渗碳后的工件以13-15℃/s的冷却速率冷却至室温；

㈡淬火

a.一次淬火，将经二次渗碳处理后的工件放入井式天然气加热炉内，对工件进行淬火加热处理，淬火保温温度为750℃±20℃，保温时间为2.5～3.5h；

工件淬火加热完成后浸入淬火油中，保持淬火油温度为70-85℃，时间0.5～1.5h；

b．将经一次淬火后的工件冷却至室温后进行清洗；

c．二次淬火，将清洗后的工件放入井式天然气加热炉内，对工件进行二次淬火加热处理，淬火保温温度为650℃±10℃，保温时间为1～1.5h；

工件淬火加热完成后浸入淬火油中，保持淬火油温度为90-105℃，时间0.5～1.5h；

d．将经二次淬火后的工件冷却至室温后进行清洗；

其中淬火油中各成分的质量百分比成分为：失水山梨醇单油酸酯：1.89-2.16％，甘油单脂肪酸酯：1.12-1.26％，十二烷基苯磺酸钙：0.19-0.31％，辛基酚聚氧乙烯醚：0.29-0.34％，萜烯树脂：0.45-0.66％，氯化石蜡：1.52-1.78％，双环戊二烯：0.43-0.56％，三油酸甘油酯：0.45-0.75％，二烷基二苯胺：0.29-0.53％，油性酚醛树脂：1.32-1.56％，三乙醇胺：0.11-0.23％，松香酸聚氧乙烯酯：0.46-0.61％，聚-α-烯烃：0.89-0.99％，苯胺甲基三乙氧基硅烷：0.23-0.37％，苯甲酸钠：0.09-0.16％，钼酸钾：0.21-0.36％，复合助剂：1.55-1.66％，改性稳定剂：0.82-1.23％，余量为60SN基础油；

㈢回火

A.高温回火,将工件加热至650-700℃回火1～1.5h，后采用水冷将工件以13-15℃/s的冷却速率冷却至室温；

B．低温回火，将工件加热至140-155℃回火2.5～3.5h，后空冷至室温。

上述技术方案的改进是：步骤㈡中淬火油中的改性稳定剂由下列重量份的原料制成：蓖麻油酸钙7-12份、二硬脂酰氧异丙氧基铝酸酯6-8份、磺酸胺6-9份、甲基托布津2-3份、苯基-N-叔丁基硝酮6-7份。

上述技术方案的改进是：步骤㈡中淬火油中的复合助剂由下列重量份的原料制成：丙烯酸缩水甘油酯3-4份，丙烯酸异冰片酯1-2份，二甲基硅油3-5份，硼化双烯基丁二酰亚胺0.5-1份，油酸酰胺0.3-0.5份。

本发明采用上述技术方案的有益效果是：

（1）本发明的渗碳淬火工艺由于渗碳操作时采用了两次渗碳并且缩短了每次渗碳的时间，能够有效防止长时间加热导致的金属硬度偏低，降低抗疲劳性能和耐磨性能，等缺陷，大大延长了工件使用寿命；