[发明专利]一种船用曲轴的离子氮化工艺

摘要

本发明涉及金属热处理工艺技术领域，尤其是一种船用曲轴的离子氮化工艺；用有机溶剂对曲轴铸件进行清洗，去除表面的油污和杂质，干燥后，对曲轴铸件表面加以磷酸锰皮膜处理；将曲轴组件放置在曲轴专用氮化炉中，在阴极底盘上沿圆周按内、中、外三层均匀摆放40根曲轴；氮化炉的阴阳极分别挂放混合稀土合金；除去炉中空气，当炉中氨气含量达到90％以上时，再加热进行保温氮化处理；将氮化炉升温，分两阶段保温氮化；本发明的船用曲轴的离子氮化工艺处理后，可获得均匀的氮化层，跳动≤0.02mm，其氮化层≥0.12mm，化合层≥0.02mm，氮化层偏差≤0.03mm，HV0.1≥500，轴颈跳动≤0.02mm；本发明的工艺流程简单，生产安全，整炉氮化效果一致，达到氮化要求，提高了产品合格率。

主权项

一种船用曲轴的离子氮化工艺，其特征在于，包括以下步骤：(1)用有机溶剂对曲轴铸件进行清洗，去除表面的油污和杂质，干燥后，对曲轴铸件表面加以磷酸锰皮膜处理；(2)将步骤(1)中处理后的曲轴组件放置在曲轴专用氮化炉中，在阴极底盘上沿圆周按内、中、外三层均匀摆放40根曲轴；氮化炉的阴阳极分别挂放混合稀土合金；(3)除去炉中空气，往氮化炉内通入无水氨气，然后通过辉光放电清理曲轴表面残留的污物，当炉中氨气含量达到90％以上时，再加热进行保温氮化处理；(4)将氮化炉升温，分两阶段保温氮化：a.第一次升温保温稳定化阶段：点弧升温，控制升温速度v为2.5℃/min，炉内压力为50‑130MPa，当氮化炉内的温度达到300℃时控制氨气的流量为0.35l/min，继续升温至450℃并在此温度下保温1.5h；b.第二次升温氮化阶段：继续升温，逐渐加大氨气的通气速度至0.6‑0.7l/min，控制升温速度v为1.5℃/min，当温度升至400‑480℃时，往氮化炉内通入氨气、二氧化碳的混合气体，氨气和二氧化碳的体积比为8:1，氨气的通气速度为0.72‑0.8l/min，二氧化碳的通气速度为0.09‑0.1l/min；继续升温，控制升温速度为1℃/min，当温度升至525‑535℃后，调节氨气的通气速度为1.0‑1.1l/min，二氧化碳的通气速度为0.1‑0.11l/min，保温3h，保温气压为660‑680MPa，然后停止加热，自然冷却至180‑200℃，充气开炉。