[发明专利]一种钢的气态碳氮共渗的方法

说明书

本发明公开了一种钢的气态碳氮共渗的方法，涉及机械技术领域，本发明通过气态碳氮共渗的方法在钢零件表面渗入碳氮原子，本发明可使钢零件表面具有较高的耐磨性、抗咬合、抗疲劳的特点，且本发明方法简单，在操作过程中优化工艺参数，缩短钢表面碳氮原子渗入的时间。

技术领域

本发明涉及机械技术领域，具体涉及一种钢的气态碳氮共渗的方法。

背景技术

结构钢因具有一定的强度、硬度和价格低廉而成为现代工业中应用最大的金属材料之一，主要被应用于汽车、桥梁、齿轮、曲轴、高压容器和建筑材料等。但由于普通结构钢零部件的耐磨性和耐腐蚀性能较差，所以这又限制了其广泛应用，而且有时还会因此而造成巨大的经济损失。为了使结构钢满足高强度、高硬度、良好的抗磨损和抗腐蚀等不同特殊性能的要求，人们不断开发多种特殊功能的合金材料，但这些合金材料往往价格昂贵。

为了使零件表面达到一定抗磨损性能的要求，则在机械加工后要进行表面硬化处理，如表面淬火、镀硬质薄膜、渗氮、渗碳、氮碳共渗等。如果零件的表面还要有耐蚀性能的要求，则要在其表面硬化处理后再进行防锈处理，如发黑、电镀等。其中盐浴复合处理有一定的优点，因为技术处理不仅能提高材料表面的抗磨损性能，而且处理后材料表面的抗腐蚀性能也有大幅度地提高。但由于在处理过程中产生的氰酸根对环境有严重的污染，所以在推广应用过程中受到了很大的限制。

发明内容

本发明所要解决的问题是提供一种增加工件的耐磨性、抗咬合、抗疲劳性能的钢的气态碳氮共渗的方法。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：所提供的一种钢的气态碳氮共渗的方法，包括如下步骤：

(1)将钢零件放入渗碳炉中，渗碳炉升温至650-800℃，在渗碳炉中滴入30-45滴/min甲醇直至渗碳炉温度上升至930-950℃；

(2)开始自然冷却，同时持续通入干燥氨气；

(3)待温度降至850-830℃时，保温，使得碳氮原子同时渗入钢的表面；

(4)检查钢零件表面的共渗层深度是否合格，若合格进入步骤(5)，若不合格重复以上步骤，直至合格；

(5)将钢零件从渗碳炉中取出，并在空气中冷却。

优选的，所述步骤(3)中保温时间为90-120min。

优选的，所述步骤(4)中共渗层深度为1.0-1.5mm。

本发明的有益效果：本发明通过气态碳氮共渗的方法在钢零件表面渗入碳氮原子，本发明可使钢零件表面具有较高的耐磨性、抗咬合、抗疲劳的特点，且本发明方法简单，在操作过程中优化工艺参数，缩短钢表面碳氮原子渗入的时间。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

实施例1：

一种钢的气态碳氮共渗的方法，包括如下步骤：

(1)将钢零件放入渗碳炉中，渗碳炉升温至750℃，在渗碳炉中滴入38滴/min甲醇直至渗碳炉温度上升至945℃；

(2)开始自然冷却，同时持续通入干燥氨气；

(3)待温度降至840℃时，保温，使得碳氮原子同时渗入钢的表面；

(4)检查钢零件表面的共渗层深度是否合格，若合格进入步骤(5)，若不合格重复以上步骤，直至合格；

(5)将钢零件从渗碳炉中取出，并在空气中冷却。

在本实施例中，所述步骤(3)中保温时间为100min。