[发明专利]一种改善某型螺母力学性能的工艺方法

说明书

本发明公开了一种改善某型螺母力学性能的工艺方法，所述螺母具有接触面，所述接触面的表面为待渗面，对待渗面进行氰化处理，形成碳氮共渗层，具体工艺方法包括以下步骤：先将加工后的螺母进行镀铜处理，形成镀铜层；然后对需要进行氰化处理的接触面部位打磨，使其露出基体本体，然后再将接触面的待渗面进行氰化处理，形成碳氮共渗层，最后经淬火及回火处理后，得螺母成品。采用本发明所述的工艺方法，可以提高螺母的整体强度，还能提高特定区域的使用寿命，提高其产品质量，为发动机的运行提供了可靠保证，该工艺方法通用性强、实用性高和易于加工等特点，将其推广应用将具有重要作用。

技术领域

本发明涉及化学热处理技术领域，具体地说是一种改善某型螺母力学性能的工艺方法。

背景技术

螺母是将机械设备紧密连接起来的一类常用零件，通过内侧的螺纹，同等规格螺母和螺栓才能连接在一起。目前航空发动机所使用的螺母，要求其具有最基本的连接作用外，还要求具有防松及防转的作用。其中采用合金结构钢制备的螺母，由于具有高强度、韧性好、淬透性良好及切削性能良好的特点，因此被大量用于工作在高负荷、交变应力状态下的场合。对于一些特殊的应用环境，对使用螺母的作了相应要求，为了保证螺母及装配对象的整体使用寿命，要求螺母的特定接触面具有较高的表面质量，而螺纹与其余接触面保持原有的基体状态即可。但是，在对航空发动机螺母进行表面状态进行强化处理的时候，需要对螺母进行化学热处理。采用现有的强化处理方式，由于仅渗碳或渗氮不能满足螺母表面质量要求，为了达到使用要求，采用表面化学热处理-氰化方法，氰化是指在钢中同时渗入碳原子与氮原子的过程，这样具有比单独渗碳或渗氮更高的疲劳强度及磨损强度，化学热处理会提升基体的耐磨性、疲劳强度。但虽会使基体的淬硬性增大，影响螺纹质量。

氰化处理又称碳氮共渗，是指在钢中同时渗入碳原子与氮原子的过程，它使钢表面具有渗碳与渗氮的特性。碳氮共渗层比渗碳层有更高的硬度、耐磨性、抗蚀性、弯曲强度和接触疲劳强度。但一般碳氮共渗层比渗碳层浅，所以一般用于承受载荷较轻，要求高耐磨性的零件。为了使螺母的使用寿命延长，且不对装配对象及自身结构的使用寿命造成损伤，同时不影响螺纹的强度，整体结构强度得以提高，航空发动机螺母的使用寿命得以增长。

因此，设计一种可以改善螺母性能的工艺方法，提高螺母在加工制备过程中的合格率及产品质量，这样可对高端机型的升级换代和质量提升起着重要作用。

发明内容

针对背景技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种采用碳氮共渗方法，改善螺母的力学性能，满足其使用要求，具体地说是一种改善某型螺母力学性能的工艺方法。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：一种改善某型螺母力学性能的工艺方法，所述螺母具有接触面，所述接触面的表面为待渗面，将待渗面进行氰化处理，形成碳氮共渗层，具体工艺方法包括以下步骤：

(1)采用机械加工方式将坯料加工为螺母半成品零件；

(2)将螺母半成品零件的外表面采用常规电镀方法进行镀铜处理，形成镀铜层；

(3)将经过镀铜后所得的螺母半成品，采用打磨方式，对接触面处的表面进行打磨加工，打磨掉经电镀后所形成的镀铜层，露出其基体本体即可；

(4)将经过打磨后的螺母半成品进行局部氰化处理，对接触面采用真空脉冲方式进行碳氮共渗处理，形成碳氮共渗层；

(5)将经过氰化处理后螺母半成品，放入冷却介质进行淬火处理，最后经回火处理后，即得螺母成品。

进一步地，本发明所述的改善某型螺母力学性能的工艺方法，其中在所述步骤(4)进行局部氰化处理过程中，由于铜的熔点高达1083℃，氰化过程能有效保护碳、氮原子不能通过镀铜层渗入到零件基体中，对接触面进行局部真空脉冲碳氮共渗，以乙炔和氨气的混合气为气体渗剂，碳氮共渗温度为920～940℃；脉冲周期为0.5h强渗，0.5h真空扩渗，其中所述乙炔和氨气体积比为5:1，碳氮共渗时间至少为4h。