[发明专利]一种提高金属零部件渗碳速度的热处理方法

说明书

本发明提出一种提高金属零部件渗碳速度的热处理方法，属于热处理工艺技术领域，能够解决现有的渗碳淬火工艺的进炉降温与升温工艺过于简单，且存在热处理生产周期长，生产效率低，能耗较大等问题。该热处理方法包括：低温渗氮处理、高温渗碳强渗处理、高温渗碳扩散处理、随炉降温与均热处理、淬火与清洗处理、低温回火处理和出炉空冷等。本发明具有操作简便、生产周期短、效率高、能耗低等特点。本发明能够应用于金属零部件热处理工艺方面。

技术领域

本发明属于热处理工艺技术领域，尤其涉及一种提高金属零部件渗碳速度的热处理方法。

背景技术

金属零部件是机械行业机械的基本结构和性能部件，要求其具有较高的表面硬度、耐磨性以及较高的心部强度和韧性，同时又能承受一定的交变应力，因此需要经过特定工艺流程的热处理，使其具有表面的高硬度、高的耐磨性、抗疲劳性、高尺寸精度等性能。

渗碳淬火是一种常见的金属零部件热处理工艺，该工艺可以使渗过碳的零件表面获得很高的硬度，提高其耐磨程度。目前，现有的渗碳淬火工艺一般包括：进渗碳炉升温渗碳、出炉后冷却、清洗、低温回火、出炉冷却等工序，但由于现有的渗碳淬火工艺的进炉降温与升温工艺过于简单，且存在热处理生产周期长，生产效率低，能耗较大等缺陷。因此，如何通过优化热处理工艺，研发出一种操作简便、生产周期短、效率高的金属零部件热处理工艺是解决上述问题的关键。

发明内容

本发明针对现有的渗碳淬火工艺的进炉降温与升温工艺过于简单，且存在热处理生产周期长，生产效率低，能耗较大等缺陷，提出一种具有操作简便、生产周期短、效率高、能耗低等特点的金属零部件的热处理方法。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种提高金属零部件渗碳速度的热处理方法，所述热处理方法包括：低温渗氮处理、高温渗碳强渗处理、高温渗碳扩散处理、随炉降温与均热处理、淬火与清洗处理、低温回火处理和出炉空冷，且在所述高温渗碳强渗处理、高温渗碳扩散处理和均热处理过程中，全程通入富化气和甲醇；

所述低温渗氮处理是将初始炉温设定为850-950℃，金属零部件进渗碳炉后进行低温渗氮处理，并向炉内通入氨气和甲醇。

作为优选，所述低温渗氮处理具体为：金属零部件进渗氮炉后炉温从850-950℃开始进行降温与升温处理，并在降温与升温处理过程中以氨气流量为5-50L/min、甲醇流量为45-60mL/min的方式通入炉内，待炉温升至850-900℃时，停止通入氨气，甲醇保持45-60mL/min的流量持续通入炉内。

作为优选，所述降温与升温处理的总时长为50-150min。

作为优选，所述高温渗碳强渗处理的碳势为0.9％-1.2％，渗碳时间为80-210min，高温渗碳扩散处理的碳势为0.70％-0.85％，渗碳时间为80-210min，所述高温渗碳强渗处理和高温渗碳扩散处理均在850-950℃条件下进行。

作为优选，所述高温渗碳强渗处理过程中富化气的初始流量为5-10L/min，待碳势稳定20-30min后，再将富化气的流量降至4-6L/min，甲醇始终保持45-60mL/min的流量持续通入。

作为优选，所述高温渗碳扩散处理过程中富化气的初始流量为5-10L/min，待碳势稳定20-30min后，再将富化气的流量降至4-6L/min，甲醇始终保持45-60mL/min的流量持续通入。

作为优选，所述随炉降温与均热处理为经高温渗碳扩散处理后的金属零部件随炉降温至800-900℃，然后进行均热处理，随后出炉；

所述均热处理过程中富化气流量为3-6L/min，甲醇流量为45-60mL/min，均热处理时间为30-90min。