一種氨基氣體軟氮化工藝的制作方法
【專利摘要】一種氨基氣體軟氮化工藝，它包括鋼制工件軟氮化處理前的熱處理過程、表面預處理過程、軟氮化處理過程及軟氮化后續處理過程，在熱處理過程中采用的正火處理及調質處理，在軟氮化過程中采用氨氣、氮氣、二氧化碳作為氮化介質，并合理控制各項軟氮化工藝參數，氮化爐采用較低的升溫和降溫速率，并在軟氮化過程結束時繼續通入一定量的氮氣，維持氮化爐的正壓氣氛，而且在氮化爐溫度降至200℃時立即進行水冷，直到鋼制工件的表面溫度達到室溫，上述工藝使得本發明提供的氨基氣體軟氮化工藝具有提高鋼制工件硬度、使硬度和滲層均勻性升高、滲層較深的優點。
【專利說明】 一種氨基氣體軟氮化工藝
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種軟氮化工藝，特別是一種氨基氣體軟氮化工藝。
【背景技術】
[0002]軟氮化是一種以滲~為主，并兼有滲的一個表面處理工藝，軟氮化因具有處理溫度低、時間短、工件變形小，不受鋼種限制，能顯著提高工件的疲勞強度、耐磨性和腐蝕性等優點，被廣泛應用于模具、量具、刀具等耐磨工件的處理，而現有的軟氮化工藝往往存在工件硬度偏低、硬度和滲層不均勻、滲層較淺等缺陷，因此需要尋求一種優化的軟氮化工藝來盡量避免上述缺陷。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是克服現有技術的上述不足而提供一種氨基氣體軟氮化工藝，它具有提高鋼制工件硬度、使硬度和滲層均勻性升高、滲層較深的優點。
[0004]本發明的技術方案是:一種氨基氣體軟氮化工藝，包括以下步驟:
(1)將鋼制工件放入加熱爐中加熱到8001:進行正火，并保溫兩個小時，然后再將鋼制工件進行調質處理，正火過程和調質過程保證在一定的(1)2氣氛中進行；
(2)將進行調質后的鋼制工件侵泡在濃硫酸和重鉻酸鉀的混合溶液中進行表面預處理，浸泡時間為1?2小時；
(3)將表面預處理后的鋼制工件再使用酒精進行簡單的表面清潔處理后，放入氮化爐中進行軟氮化處理，氮化介質為順3、吧、⑶2，其中順3的體積含量為49%?52%，吧的體積含量為42%?45%，002的體積含量為3%?5%，氮化處理的溫度為550?5651，氮化處理時間為1.5?2.5小時，順3的分解率控制在55%?85% ；
(4)軟氮化處理結束后，停止氮化爐加熱，并繼續向氮化爐中通入一定量的吧，維持氮化爐內的正壓環境，待爐內溫度降至2001:左右時，用工具將鋼制工件從氮化爐中取出，并立即放進冷水中，快速降溫，鋼制工件表面溫度降至室溫后，氮化處理過程即完成。
[0005]本發明進一步的技術方案是:調質處理中選用的淬火溫度為80?1001:，保溫時間0.5?1小時，淬火時選用的淬冷介質為硼砂的水溶液，硼砂溶液中硼砂的質量百分含量為3?6%，回火溫度為550?6501:，保溫1?2.5小時。
[0006]本發明再進一步的技術方案是:軟氮化處理時所采用的氮化爐內至少分布有兩個加熱裝置，加熱裝置對稱放置。
[0007]本發明更進一步的技術方案是:軟氮化處理時所采用的氮化爐的升溫速率和降溫速率均不大于101加111。
[0008]本發明與現有技術相比具有如下特點:
(1)本發明在軟氮化處理之前進行了正火及調質處理的熱處理工藝，可使鋼制構件的基體硬度增強，而且熱處理過程是在二氧化碳的氣氛中進行，可有效避免鋼制工件的表面的表面脫碳現象； (2)本發明在軟氮化處理時采用較低的升溫及降溫速率，并選用多個加熱裝置的氮化爐，可使滲層均勻；
(3)本發明在軟氮化處理時采用順342402為氮化介質，并合理的控制各氮化介質的體積含量及冊13的分解率、滲氮溫度和滲氮時間，可保證滲氮層較深；
(4)本發明在軟氮化處理時繼續通入吧，保證氮化爐內的正壓環境，并在氮化爐溫度降低到2001:左右時立即進行水冷，既保證了滲層的均勻性，又可有效減少鋼制工件的變形量。
【具體實施方式】
[0009]實施例1:
一種氨基氣體軟氮化工藝，包括以下步驟:
(1)將鋼制工件放入加熱爐中加熱到8001:進行正火，并保溫兩個小時，然后再將鋼制工件進行調質處理，正火過程和調質過程保證在一定的(1)2氣氛中進行；
(2)將進行調質后的鋼制工件侵泡在濃硫酸和重鉻酸鉀的混合溶液中進行表面預處理，浸泡時間為1小時；
(3)將表面預處理后的鋼制工件再使用酒精進行簡單的表面清潔處理后，放入氮化爐中進行軟氮化處理，氮化介質為順3、吧、⑶2，其中順3的體積含量為51%，吧的體積含量為44%，(1)2的體積含量為5%，氮化處理的溫度為5551，氮化處理時間為1.5小時，順3的分解率控制在55% ；
(4)軟氮化處理結束后，停止氮化爐加熱，并繼續向氮化爐中通入一定量的吧，維持氮化爐內的正壓環境，待爐內溫度降至2001:時，用工具將鋼制工件從氮化爐中取出，并立即放進冷水中，快速降溫，鋼制工件表面溫度降至室溫后，氮化處理過程即完成。
[0010]調質處理中選用的淬火溫度為801，保溫時間0.5小時，淬火時選用的淬冷介質為硼砂的水溶液，硼砂溶液中硼砂的質量百分含量為3%，回火溫度為5501，保溫1小時，此調質處理工藝可保證鋼制工件的硬度、強度等性能較好。
[0011〕 軟氮化處理時所采用的氮化爐內至少分布有兩個加熱裝置，加熱裝置對稱放置，確保氮化爐內的溫度均勻。
[0012]軟氮化處理時所采用的氮化爐的升溫速率和降溫速率為101:加化，使氮化爐的升溫速率和降溫較緩慢。
[0013]實施例2:
一種氨基氣體軟氮化工藝，包括以下步驟:
(1)將鋼制工件放入加熱爐中加熱到8001:進行正火，并保溫兩個小時，然后再將鋼制工件進行調質處理，正火過程和調質過程保證在一定的(1)2氣氛中進行；
(2)將進行調質后的鋼制工件侵泡在濃硫酸和重鉻酸鉀的混合溶液中進行表面預處理，浸泡時間為2小時；
(3)將表面預處理后的鋼制工件再使用酒精進行簡單的表面清潔處理后，放入氮化爐中進行軟氮化處理，氮化介質為順3、吧、⑶2，其中順3的體積含量為52%，吧的體積含量為43%，002的體積含量為5%，氮化處理的溫度為6001:，氮化處理時間為2小時，順3的分解率控制在70% ； (4)軟氮化處理結束后，停止氮化爐加熱，并繼續向氮化爐中通入一定量的吧，維持氮化爐內的正壓環境，待爐內溫度降至1801:時，用工具將鋼制工件從氮化爐中取出，并立即放進冷水中，快速降溫，鋼制工件表面溫度降至室溫后，氮化處理過程即完成。
[0014]調質處理中選用的淬火溫度為1001，保溫時間1小時，淬火時選用的淬冷介質為硼砂的水溶液，硼砂溶液中硼砂的質量百分含量為6%，回火溫度為6001:，保溫2小時，此調質處理工藝可保證鋼制工件的硬度、強度等性能較好。
[0015]軟氮化處理時所采用的氮化爐內至少分布有兩個加熱裝置，加熱裝置對稱放置，確保氮化爐內的溫度均勻。
[0016]軟氮化處理時所采用的氮化爐的升溫速率和降溫速率均為81:加化，使氮化爐的升溫速率和降溫較緩慢。
[0017]實施例3:
一種氨基氣體軟氮化工藝，包括以下步驟:
(1)將鋼制工件放入加熱爐中加熱到8001:進行正火，并保溫兩個小時，然后再將鋼制工件進行調質處理，正火過程和調質過程保證在一定的(1)2氣氛中進行；
(2)將進行調質后的鋼制工件侵泡在濃硫酸和重鉻酸鉀的混合溶液中進行表面預處理，浸泡時間為1.5小時；
(3)將表面預處理后的鋼制工件再使用酒精進行簡單的表面清潔處理后，放入氮化爐中進行軟氮化處理，氮化介質為順3、吧、⑶2，其中順3的體積含量為50%，吧的體積含量為45%，002的體積含量為5%，氮化處理的溫度為6501，氮化處理時間為2.5小時，順3的分解率控制在85% ；
(4)軟氮化處理結束后，停止氮化爐加熱，并繼續向氮化爐中通入一定量的吧，維持氮化爐內的正壓環境，待爐內溫度降至1801:時，用工具將鋼制工件從氮化爐中取出，并立即放進冷水中，快速降溫，鋼制工件表面溫度降至室溫后，氮化處理過程即完成。
[0018]調質處理中選用的淬火溫度為901，保溫時間1小時，淬火時選用的淬冷介質為硼砂的水溶液，硼砂溶液中硼砂的質量百分含量為4.5%，回火溫度為6501，保溫2.5小時，此調質處理工藝可保證鋼制工件的硬度、強度等性能較好。
[0019]軟氮化處理時所采用的氮化爐內至少分布有兩個加熱裝置，加熱裝置對稱放置，確保氮化爐內的溫度均勻。
[0020]軟氮化處理時所采用的氮化爐的升溫速率和降溫速率均為6。。加化，使氮化爐的升溫速率和降溫較緩慢。
【權利要求】
1.一種氨基氣體軟氮化工藝，包括以下步驟: (1)將鋼制工件放入加熱爐中加熱到800°C進行正火，并保溫兩個小時，然后再將鋼制工件進行調質處理，正火過程和調質過程保證在一定的C02氣氛中進行； (2)將進行調質后的鋼制工件侵泡在濃硫酸和重鉻酸鉀的混合溶液中進行表面預處理，浸泡時間為I?2小時； (3)將表面預處理后的鋼制工件再使用酒精進行簡單的表面清潔處理后，放入氮化爐中進行軟氮化處理，氮化介質為NH3、N2、C02，其中NH3的體積含量為49%?52%，N2的體積含量為42%?45%，C02的體積含量為3%?5%，氮化處理的溫度為550?565°C，氮化處理時間為1.5?2.5小時，NH3的分解率控制在55%?85% ； (4)軟氮化處理結束后，停止氮化爐加熱，并繼續向氮化爐中通入一定量的N2，維持氮化爐內的正壓環境，待爐內溫度降至200°C左右時，用工具將鋼制工件從氮化爐中取出，并立即放進冷水中，快速降溫，鋼制工件表面溫度降至室溫后，氮化處理過程即完成。
2.根據權利要求1所述的氨基氣體軟氮化工藝，其特征在于:調質處理中選用的淬火溫度為80?100°C，保溫時間0.5?I小時，淬火時選用的淬冷介質為硼砂的水溶液，硼砂溶液中硼砂的質量百分含量為3?6%，回火溫度為550?650°C，保溫I?2.5小時。
3.根據權利要求1所述的氨基氣體軟氮化工藝，其特征在于:軟氮化處理時所采用的氮化爐內至少分布有兩個加熱裝置，加熱裝置對稱放置。
4.根據權利要求1或3所述的氨基氣體軟氮化工藝，其特征在于:軟氮化處理時所采用的氮化爐的升溫速率和降溫速率均不大于10°C /min。
【文檔編號】C23F17/00GK104498966SQ201410730569
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月5日 優先權日:2014年12月5日
【發明者】劉登發, 尤華勝 申請人:衡陽風順車橋有限公司