[发明专利]一种金属材料氮碳共渗处理工艺及链条

说明书

本发明涉及热处理领域，具体公开了一种金属材料氮碳共渗处理工艺及链条。其中的金属材料氮碳共渗处理工艺，至少包括以下步骤：在反应炉内通入渗碳介质，将金属材料置于反应炉内，加热至渗碳温度，并保温进行渗碳处理；在反应炉内通入低温保护气，金属材料降温至氮碳共渗温度，降温时间为5~10min；在反应炉内通入氮碳共渗介质，并保温进行氮碳共渗处理；对金属材料进行淬火处理；将金属材料重新加热，进行低温回火处理。采用上述金属材料氮碳共渗处理工艺，可以同时兼顾材料表面硬度和渗层深度，并且可以很好的控制热处理过程中的材料变形量，具有很好的实用价值。

技术领域

本发明涉及热处理领域，尤其涉及一种金属材料氮碳共渗处理工艺及链条。

背景技术

渗碳处理和氮碳共渗处理是金属材料热加工的常用工艺。其中渗碳工艺具有渗层深度大的优点，但同时也存在渗碳处理后表面硬度较低的问题。其中氮碳共渗工艺具有表面硬度大的优点，但同时存在渗层深度较小的问题。

单独采用渗碳工艺或氮碳共渗工艺均存在一定缺陷，因此需要提供一种热处理工艺，可以很好的兼顾材料表面硬度和渗层深度。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种金属材料氮碳共渗处理工艺及链条，可以同时兼顾材料表面硬度和渗层深度，并且可以很好的控制热处理过程中的材料变形量，具有很好的实用价值。

为了解决上述技术问题，本发明提供的技术方案如下：一种金属材料氮碳共渗处理工艺，至少包括以下步骤：

S1：渗碳 在反应炉内通入渗碳介质，将金属材料置于反应炉内，加热至渗碳温度，并保温进行渗碳处理；

S2：调温 在反应炉内通入低温保护气，金属材料降温至氮碳共渗温度，降温时间为5~10min；

S3：氮碳共渗 在反应炉内通入氮碳共渗介质，并保温进行氮碳共渗处理；

S4：淬火 对金属材料进行淬火处理；

S5：回火 将金属材料重新加热，进行低温回火处理。

金属材料进行渗碳处理可以具有较好的渗层深度参数，强化材料的基体，而氮碳共渗工艺可以获得较高的表面硬度，提高材料表面的耐磨性。最后通过淬火处理和回火处理，调整晶粒组织，消除内应力。

热处理过程中，采用先渗碳，后氮碳共渗工艺，可以更好的兼顾渗碳效果和渗氮效果。由于渗碳工艺要求的温度高于氮碳共渗工艺，在完成渗碳处理后需要进行调温操作，将炉内温度调整至氮碳共渗温度区间。但采用常规的自然冷却方式会造成较大的材料内应力，导致工件变形，影响最终工件的质量。

在本申请中采用通入低温保护气的形式快速降温，不仅可以极大的缩短降温过程，提高生产效率，还可以通过快速降温的方式来减小产品变形量，提高产品精度。

另外，快速降温过程可以起到淬火的效果，同时在氮碳共渗处理之后再次淬火，通过二次淬火的形式，充分细化晶粒结构，保证产品的力学性能稳定可靠。

作为优选，渗碳介质中碳势为1.0~1.2%，渗碳温度为860~880℃，保温时间为0.5~1h。

作为优选，低温保护气为氮气。低温保护气的化学性质稳定，在快速降温的前提下，不与材料发生反应，可以很好的保护材料，安全性高。

作为优选，氮碳共渗温度为700~720℃，保温时间为1.5~2.5h。

作为优选，氮碳共渗介质为氨气和丙烷，其中氨气与丙烷的流量比为1~2。

氨气在氮碳共渗温度下的分解率高，可以提高足够氮元素，同时丙烷可以起到辅助作用，提高渗碳效率。

作为优选，氨气在与丙烷混合之前进行预热分解。