[发明专利]一种高温渗碳钢H10Cr4Mo4Ni4V的热处理渗碳工艺

说明书

本发明属于金属热处理技术领域，具体的说是一种高温渗碳钢H10Cr4Mo4Ni4V的热处理渗碳工艺，该工艺中使用的渗碳炉包括底座；底座上固连有支架，支架上部固连有转轴；转轴上套设有圆筒形的炉体，炉体与转轴转动连接；炉体远离支架的一侧设有炉门；炉体外周设有加热装置，炉体外周固连有外齿圈，底座与外齿圈对应位置固连有电机，电机通过控制器连接电源，电机输出轴固连的齿轮与外齿圈内合；转轴延伸至炉体内的一端设有用于放置工件的承架；炉体内装有铁砂；转轴内开设有通气孔，通气孔一端与炉体内部连通，另一端通过管道和阀门与渗碳气体连通；本发明通过铁砂随炉体转动增加工件的加热效率，进而增加工件的渗碳效率。

技术领域

本发明属于金属热处理技术领域，具体的说是一种高温渗碳钢H10Cr4Mo4Ni4V的热处理渗碳工艺。

背景技术

随着航空工业的迅速发展，对喷气发动机主轴轴承的性能提出了更高的要求，除要求其具有高的工作转速、高的断裂韧性和高的接触疲劳寿命(900小时以上)外，还要求有较高的高温硬度，保证喷气发动机在工作过程中不会因轴承脆性断裂等造成发动机突然失效。

全淬透钢韧性低是众所周知的，因此，采用一种高断裂韧性的高温渗碳轴承钢制造发动机主轴轴承的研究是当前急待解决的问题，研究资料表明，这种轴承除了具有高的断裂韧性和高的接触疲劳寿命外，还有较好的高温硬度，在315℃时效1000小时硬度不低于HRC58；为满足使用的要求，选用了高温渗碳钢(H10Cr4Mo4Ni4V)，该钢采用双真空技术冶炼，材质纯净度高，氧含量(质量分数)＜10×10-6几乎看不到非金属夹杂物，退火组织非常均匀，晶粒细小，碳化物分布均匀。由于这种钢中含有较多的合金元素，使得热处理工艺与普通渗碳钢有很大的差别。

渗碳工艺是整个热处理工序最重要的环节，直接影响到轴承工作表面的热处理质量，现有技术中也出现了一些关于高温渗碳钢渗碳工艺的技术方案，如申请号为2004100102675的一项中国专利公开了一种高温渗碳钢(H10Cr4Mo4Ni4V)的热处理渗碳工艺，其工艺参数为：通过渗碳炉对工件进行渗碳处理，其中渗碳温度：强渗期910－930℃、扩散期930－950℃、碳势选用0.5％－0.7％，渗碳时间由公式得出，即式中：h表示渗碳深度，δ表示系数，t表示时间。本发明按上述工艺参数处理的高温渗碳钢(H10Cr4Mo4Ni4V)其表面即无粗大碳化物又无网状碳化物，碳浓度强度合理，具有较好的渗层组织，表面碳浓度及碳浓度梯度；但现有渗碳炉由于炉体内空气的热对流效应，使得热空气聚集在炉体内顶部，工件不能被快速的加热，工件的渗碳深度不均匀，降低工件的渗碳质量。

发明内容

为了弥补现有技术的不足，解决现有渗碳炉由于炉体内空气的热对流效应，使得热空气聚集在炉体内顶部，工件不能被快速的加热，工件的渗碳深度不均匀，降低工件的渗碳质量的问题，本发明提出的一种高温渗碳钢H10Cr4Mo4Ni4V的热处理渗碳工艺。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种高温渗碳钢H10Cr4Mo4Ni4V的热处理渗碳工艺，包括以下步骤：

S1、预渗碳：将待渗碳的工件放入渗碳炉中，之后对渗碳炉进行加热至850℃-880℃，碳势0.9-1.3，进行1-3h预渗碳，期间保证渗碳炉内炉压为1.1-1.2个标准大气压；之后出炉空冷至室温；

S2、循环渗碳，将S1中预渗碳之后的工件再次放入渗碳炉中，加热至900℃-950℃，并保温2-3h，之后取出工件进行油冷强制降温，如此循环2-3次，之后将工件进行强渗碳，保证渗碳温度920℃-930℃，碳势0.5-0.7，之后将工件取出之后放入珍珠岩中缓慢冷却至室温；

S3、将S2中强渗碳之后的工件进行150℃-180℃的回火处理，回火保温时间2-3h；