一种碳氮共渗热处理工艺方法
【技术领域】
[0001] 本发明是关于钢制件的碳氮共渗热处理工艺方法，具体的地说，是关于15CrV材 料碳氮共渗热处理工艺方法。
【背景技术】
[0002] 由于碳氮共渗的轴衬零件是某型飞机操纵系统的重要零件，要求零件表面硬度高 耐磨性好，并有高的耐冲击韧性，零件芯部还必须有一定的塑性。因此为满足零件的技术要 求，设计采用15CrV材料加工，该材料具有良好的淬透性，材料中以化合物状态存在的钒， 产生的细小颗粒而形成新相的晶核，能提高钢的回火稳定性并有其强烈的二次硬化作用。 固溶于铁素体中有及强的固溶强化作用，有细化晶粒作用，所以能大大提高低温冲击韧性。 同时碳化钒是金属碳化物中最硬最耐磨的，可提高零件的使用寿命。钒通过细小碳化物颗 粒的弥散分布也可以提高钢的蠕变和持久强度冷变形时塑性高，但是由于该项材料热处理 工艺复杂，国内没有成熟的工艺规范。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是：提供一种碳氮共渗热处理工艺方法，解决钢件的碳氮共渗热处 理工艺。
[0004] 本发明的技术方案是：
[0005] -种碳氮共渗热处理工艺方法，包括：
[0006] 对零件进行清洗除油，清洗后用0. 2mm软态不锈钢丝绑扎零件，零件之间的间隙 不得小于2mm，将清洗绑扎好的零件，挂在专用卡具上；
[0007] 零件入炉前先升温至高于碳氮共渗温度50°C，在此温度往炉内滴入3:1的甲苯和 乙醇混合液，滴入速率为80滴/分~100滴/分；炉内压力保持在5mm~15mm水柱之间， 炉温逐步降至碳氮共渗温度，时间不少于1小时；
[0008] 将清洗后的零件装炉，待炉温恢复到碳氮共渗温度800±5°C时开始计时，保温 35min~45min，甲酰胺渗剂滴入速率为100滴/分~130滴/分，炉内压力保持在10_~ 30mm水柱之间；
[0009] 零件碳氮共渗保温结束后，从炉内取出零件，在10 %的盐水溶液中淬火，从炉门开 启到零件完全浸入盐水的时间不超过l〇s ;
[0010] 将淬过火的零件，在热水中清洗掉零件表面上的盐迹并干燥；
[0011] 零件干燥后在4小时内在硝盐槽炉中进行回火，即将零件放入炉温保持在 170°C~230°C硝盐槽内，保温120min~180min后，将零件放入彡60°C冷却。
[0012] 本发明的优点是：解决了零件碳氮共渗热处理工艺国内无现行热处理工艺规范的 技术问题，试验产生的成果可用于公司零件碳氮共渗热处理工艺，符合飞机轴衬零件碳氮 共渗热处理生产。
【具体实施方式】
[0013] 最佳工艺实施方案步骤：
[0014] 1工艺材料确认（见表1):
[0015] 表1工艺材料
[0016]
[0017] 2工艺k程??认：零件验收一渗k准备一碳k共渗一淬火一清洗二回火一检验
[0018] a)零件验收：送交碳氮共渗的零件，表面不允许有裂纹、划伤、毛刺、尖角、锈蚀、 腐蚀、油漆、油污、脏物及氧化色等，表面粗糙度为Ra 3. 2_~1. 6_。
[0019] b)渗前准备：零件碳氮共渗前按文件进行清洗除油。用0. 2mm软态不锈钢丝绑扎 零件，绑扎时用力要均匀，防止绑扎松紧程度不一，造成零件变形。零件之间的间隙不得小 于2_。清洗干净的零件绑扎时应戴干净手套操作。将清洗绑扎好的零件，挂在专用卡具上， 各组零件相互的间距应保证炉内气氛在零件之间畅通，以达到均匀加热及渗层厚度均匀一 致的要求。
[0020] C)碳氮共渗：
[0021] 1)排气：零件入炉前先升温至高于碳氮共渗温度50°C，在此温度往炉内滴入3:1 的甲苯和乙醇混合液，滴入速率为80滴/分~100滴/分；炉内压力保持在5mm~15mm水 柱之间。在排气过程中，炉温逐步降至碳氮共渗温度，总排气时间不少于1小时。
[0022] 2)排气完毕，按表2规定的规范进行碳氮共渗。
[0023] 表2碳氮共渗规范
[0024]
[0025] d)淬火：零件碳氮共渗保温结束后，从炉内迅速取出，在10%的盐水溶液中淬火。 淬火转移时间：零件不超过10s。
[0026] e)清洗：将盐水槽中淬过火的零件，回火前在热水中清洗掉零件表面上的盐迹并 干燥。
[0027] f)回火：零件干燥后进行回火，所述回火在淬火后4h内按表3进行。
[0028] 表3回火规范
[0029]
[0030] J)检验：
[0031] 零件按最佳工艺实施方案进行后，机械性能满足了设计要求。具体结果如下：
[0032] (1)渗层；〇· 12mm ~0· 18mm
[0033] (2)硬度：HRC57 ~62、HV642 ~766
[0034] (3)金相组织：
[0035] a)共渗层黑色组织检查：零件渗层无黑色组织；
[0036] b)非渗层组织检查：零件中心铁素体组织含量为40 %~60%。
【主权项】
1. 一种碳氮共渗热处理工艺方法，其特征在于，包括： 对零件进行清洗除油，清洗后用0. 2_软态不锈钢丝绑扎零件，零件之间的间隙不得 小于2_，将清洗绑扎好的零件，挂在专用卡具上； 零件入炉前先升温至高于碳氮共渗温度50°C，在此温度往炉内滴入3:1的甲苯和乙醇 混合液，滴入速率为80滴/分~100滴/分；炉内压力保持在5mm~15mm水柱之间，炉温 逐步降至碳氮共渗温度，时间不少于1小时； 将清洗后的零件装炉，待炉温恢复到碳氮共渗温度800±5°C时开始计时，保温 35min~45min，甲酰胺渗剂滴入速率为100滴/分~130滴/分，炉内压力保持在10_~ 30mm水柱之间； 零件碳氮共渗保温结束后，从炉内取出零件，在1 〇 %的盐水溶液中淬火，从炉门开启到 零件完全浸入盐水的时间不超过l〇s ; 将淬过火的零件，在热水中清洗掉零件表面上的盐迹并干燥； 零件干燥后在4小时内在硝盐槽炉中进行回火，即将零件放入炉温保持在170°C~ 230°C硝盐槽内，保温120min~180min后，将零件放入彡60°C冷却。
【专利摘要】本发明属于工艺技术领域，提供一种碳氮共渗热处理工艺方法，包括：对零件进行清洗除油，清洗后绑扎零件，挂在专用卡具上；零件入炉前先升温至高于碳氮共渗温度50℃，在此温度往炉内滴入3:1的甲苯和乙醇混合液，滴入速率为80滴/分～100滴/分；炉内压力保持在5mm～15mm水柱之间，炉温逐步降至碳氮共渗温度，时间不少于1小时；零件装炉，待炉温恢复到碳氮共渗温度800±5℃时开始计时，保温35min～45min,甲酰胺渗剂滴入速率为100滴/分～130滴/分，炉内压力保持在10mm～30mm水柱之间；从炉内取出零件，在10％的盐水溶液中淬火；在热水中清洗掉零件表面上的盐迹并干燥；然后在4小时内在硝盐槽炉中进行回火。
【IPC分类】C23C8/80, C23C8/32
【公开号】CN105648394
【申请号】
【发明人】张国峰, 冯学民, 杨根军, 陈彦, 王翀, 韩敏, 胡久, 陈铭, 董艳芬
【申请人】陕西飞机工业（集团）有限公司
【公开日】2016年6月8日
【申请日】2014年11月14日