縫紉機壓腳件的滲氮加工工藝的制作方法

本發明涉及金屬表面熱處理技術領域，具體提供一種縫紉機壓腳件的滲氮加工工藝。

背景技術：

滲氮，是指向鋼的表面層滲入氮原子的過程。其目的是提高表面層的硬度與耐磨性、以及提高疲勞強度、抗腐蝕性等。

目前，在對材質為56crnimov7的縫紉機壓腳件表面進行氣體滲氮熱處理時，由于工件鑄造成型，未經過滲氮前調質處理，且工件硬度較低，若采用常規短時的滲氮加工工藝，易造成壓腳件表面硬度低，深層深度較淺，不能達到高精度技術要求。

有鑒于此，特提出本發明。

技術實現要素：

為了克服上述缺陷，本發明提供了一種縫紉機壓腳件的滲氮加工工藝，其設計合理、易操作，加快了滲氮速度，且提高了工件表面的耐疲勞強度和耐磨性性能。

本發明為了解決其技術問題所采用的技術方案是：一種縫紉機壓腳件的滲氮加工工藝，包括以下加工步驟：

(1)預處理工序；將縫紉機壓腳件置于超聲波清洗機中進行清洗，以去除縫紉機壓腳件表面上的油污；然后再按照裝架要求，將清洗后的縫紉機壓腳件裝架、并吊入滲氮爐內；

(2)排氣工序；檢查滲氮爐的爐蓋蓋好無誤后，對滲氮爐進行升溫，在升溫過程中通入氮氣，以排盡滲氮爐內的空氣，且同時控制爐壓為0.01～0.02pa；

(3)預氧化工序；當滲氮爐內的爐溫升到250～300℃后，保溫1h；然后再關閉氮氣閥門，打開爐蓋，使得縫紉機壓腳件曝漏于大氣中，此時，借助大氣中的氧氣及爐溫對縫紉機壓腳件進行10～20min的預氧化處理；

預氧化處理結束后蓋上爐蓋，打開氮氣閥門，同時繼續對滲氮爐進行升溫至400～450℃，保溫1h；

(4)滲氮工序；滲氮爐內的爐溫繼續升溫至500～520℃，關閉氮氣閥門、且打開氨氣閥門，進行離子滲氮的強滲工序，此過程中設定氨氣的分解率為30～40％，滲氮時間為2～3h；強滲結束后，保溫30h進行擴散；

(5)冷卻工序；擴散結束后，開啟鼓風機來對滲氮爐進行降溫，待滲氮爐內的爐溫緩冷至150℃時，關閉氨氣閥門、且同時打開氮氣閥門；當滲氮爐內的爐溫緩冷至100℃時，關閉氮氣閥門，打開爐蓋，滲氮處理后的縫紉機壓腳件出爐。

作為本發明的進一步改進，所述滲氮爐采用井式滲氮爐。

作為本發明的進一步改進，在上述步驟(2)、步驟(3)和步驟(5)中，所通入氮氣的流量皆可設定為1m³/h。

作為本發明的進一步改進，在上述步驟(4)中，所通入氨氣的流量設定為1.5m³/h。

作為本發明的進一步改進，所述縫紉機壓腳件經滲氮處理后的滲氮層深度為0.2mm，表面硬度值為670～690hv。

本發明的有益效果是：相較于常規的滲氮加工工藝，本發明所述的滲氮加工工藝具有以下優點：①本發明加工工藝設計合理，該加工工藝在滲氮工序之前進行了一預氧化工序，且合理控制氧化過程的溫度及時間，從而在工件表面生成一層氧化膜，該氧化膜具有很高的表面自由能，對氮化物有很強的吸附性，顯著提高了工件表面的氮含量，增大了工件表面的氮濃度梯度，形成了高的濃度差，進而提高了氮原子向縫紉機壓腳件基體的擴散速度(即提高了滲氮速度)，提高了壓腳件表面的耐疲勞強度和耐磨性等性能，延長了壓腳件的使用壽命；此外，該預氧化工序階段的設置不僅節省了現有的滲氮前調質處理工序，且在氧化處理時不用附加任何輔助設備，氧化介質為空氣，進而大大降低了生產成本。②本發明在預處理工序階段，采用超聲波清洗機對縫紉機壓腳件進行清洗，來去除縫紉機壓腳件表面上的油污；超聲波清洗技術是一種復雜的物理、化學作用過程，能夠使得縫紉機壓腳件表面在滲氮處理時更容易吸附活性氮原子。③本發明采用井式滲氮爐，所述井式滲氮爐還配置有一plc控制器來精確控制滲氮加工工藝的溫度、時間、氣體流量等，進而有效確保了加工精度，提升了工件的加工質量。

附圖說明

圖1為本發明所述縫紉機壓腳件的滲氮加工工藝的工藝流程圖；

圖2為本發明實施例1所得滲氮處理后的縫紉機壓腳件的100×金相圖片；

圖3為本發明實施例1所得滲氮處理后的縫紉機壓腳件的500×金相圖片。

具體實施方式

下面結合具體的實施例對本發明做進一步詳細說明，但本發明不限于這些實施例。

本發明公開了一種縫紉機壓腳件的滲氮加工工藝，該加工工藝設計合理、易操作，加快了滲氮速度，且提高了工件表面的耐疲勞強度和耐磨性性能。具體說明如下：

實施例1：

一種縫紉機壓腳件的滲氮加工工藝，包括以下加工步驟：

(1)預處理工序；將材質為56crnimov7的縫紉機壓腳件置于超聲波清洗機中進行清洗，以去除縫紉機壓腳件表面上的油污；然后再按照裝架要求，將清洗后的縫紉機壓腳件裝架、并吊入型號為rn-75-6的井式滲氮爐內；

(2)排氣工序；檢查滲氮爐的爐蓋蓋好無誤后，對滲氮爐進行升溫，在升溫過程中通入純度為99.99％以上的氮氣，以排盡滲氮爐內的空氣，氮氣的流量設定為1m³/h，且同時控制爐壓為0.01pa；

(3)預氧化工序；當滲氮爐內的爐溫升到300℃后，保溫1h，以確保縫紉機壓腳件的溫度也達到300℃；然后再關閉氮氣閥門，打開爐蓋，使得縫紉機壓腳件曝漏于大氣中，此時，借助大氣中的氧氣及爐溫對縫紉機壓腳件進行20min的預氧化處理；預氧化處理結束后蓋上爐蓋，打開氮氣閥門(氮氣的流量設定為1m³/h)，同時繼續對滲氮爐進行升溫至450℃，保溫1h；

(4)滲氮工序；滲氮爐內的爐溫繼續升溫至520℃，關閉氮氣閥門、且打開氨氣閥門(氨氣純度為99.99％以上)，進行離子滲氮的強滲工序，此過程中設定氨氣的流量為1.5m³/h，氨氣的分解率為35％，滲氮時間為2h；強滲結束后，保溫30h進行擴散；

(5)冷卻工序；擴散結束后，開啟鼓風機來對滲氮爐進行降溫，待滲氮爐內的爐溫緩冷至150℃時，關閉氨氣閥門、且同時打開氮氣閥門(氮氣的流量設定為1m³/h)；當滲氮爐內的爐溫緩冷至100℃時，關閉氮氣閥門，打開爐蓋，滲氮處理后的縫紉機壓腳件出爐。

對實施例1所得滲氮處理后的縫紉機壓腳件進行金相分析，得出滲氮層深度為0.2mm，滿足56crnimov7鋼滲氮層深度為“0.1～0.2mm”的技術要求。

實施例2：

一種縫紉機壓腳件的滲氮加工工藝，包括以下加工步驟：

(1)預處理工序；將材質為56crnimov7的縫紉機壓腳件置于超聲波清洗機中進行清洗，以去除縫紉機壓腳件表面上的油污；然后再按照裝架要求，將清洗后的縫紉機壓腳件裝架、并吊入型號為rn-75-6的井式滲氮爐內；

(2)排氣工序；檢查滲氮爐的爐蓋蓋好無誤后，對滲氮爐進行升溫，在升溫過程中通入純度為99.99％以上的氮氣，以排盡滲氮爐內的空氣，氮氣的流量設定為1m³/h，且同時控制爐壓為0.02pa；

(3)預氧化工序；當滲氮爐內的爐溫升到300℃后，保溫1h，以確保縫紉機壓腳件的溫度也達到300℃；然后再關閉氮氣閥門，打開爐蓋，使得縫紉機壓腳件曝漏于大氣中，此時，借助大氣中的氧氣及爐溫對縫紉機壓腳件進行15min的預氧化處理；預氧化處理結束后蓋上爐蓋，打開氮氣閥門(氮氣的流量設定為1m³/h)，同時繼續對滲氮爐進行升溫至430℃，保溫1h；

(4)滲氮工序；滲氮爐內的爐溫繼續升溫至510℃，關閉氮氣閥門、且打開氨氣閥門(氨氣純度為99.99％以上)，進行離子滲氮的強滲工序，此過程中設定氨氣的流量為1.5m³/h，氨氣的分解率為33％，滲氮時間為2.5h；強滲結束后，保溫30h進行擴散；

(5)冷卻工序；擴散結束后，開啟鼓風機來對滲氮爐進行降溫，待滲氮爐內的爐溫緩冷至150℃時，關閉氨氣閥門、且同時打開氮氣閥門(氮氣的流量設定為1m³/h)；當滲氮爐內的爐溫緩冷至100℃時，關閉氮氣閥門，打開爐蓋，滲氮處理后的縫紉機壓腳件出爐。

對實施例2所得滲氮處理后的縫紉機壓腳件進行金相分析，得出滲氮層深度為0.19mm，滿足56crnimov7鋼滲氮層深度為“0.1～0.2mm”的技術要求。

實施例3：

一種縫紉機壓腳件的滲氮加工工藝，包括以下加工步驟：

(1)預處理工序；將材質為56crnimov7的縫紉機壓腳件置于超聲波清洗機中進行清洗，以去除縫紉機壓腳件表面上的油污；然后再按照裝架要求，將清洗后的縫紉機壓腳件裝架、并吊入型號為rn-75-6的井式滲氮爐內；

(2)排氣工序；檢查滲氮爐的爐蓋蓋好無誤后，對滲氮爐進行升溫，在升溫過程中通入純度為99.99％以上的氮氣，以排盡滲氮爐內的空氣，氮氣的流量設定為1m³/h，且同時控制爐壓為0.01pa；

(3)預氧化工序；當滲氮爐內的爐溫升到280℃后，保溫1h，以確保縫紉機壓腳件的溫度也達到280℃；然后再關閉氮氣閥門，打開爐蓋，使得縫紉機壓腳件曝漏于大氣中，此時，借助大氣中的氧氣及爐溫對縫紉機壓腳件進行20min的預氧化處理；預氧化處理結束后蓋上爐蓋，打開氮氣閥門(氮氣的流量設定為1m³/h)，同時繼續對滲氮爐進行升溫至440℃，保溫1h；

(4)滲氮工序；滲氮爐內的爐溫繼續升溫至520℃，關閉氮氣閥門、且打開氨氣閥門(氨氣純度為99.99％以上)，進行離子滲氮的強滲工序，此過程中設定氨氣的流量為1.5m³/h，氨氣的分解率為37％，滲氮時間為3h；強滲結束后，保溫30h進行擴散；

(5)冷卻工序；擴散結束后，開啟鼓風機來對滲氮爐進行降溫，待滲氮爐內的爐溫緩冷至150℃時，關閉氨氣閥門、且同時打開氮氣閥門(氮氣的流量設定為1m³/h)；當滲氮爐內的爐溫緩冷至100℃時，關閉氮氣閥門，打開爐蓋，滲氮處理后的縫紉機壓腳件出爐。

對實施例3所得滲氮處理后的縫紉機壓腳件進行金相分析，得出滲氮層深度為0.2mm，滿足56crnimov7鋼滲氮層深度為“0.1～0.2mm”的技術要求。

另外，按照行業標準，分別對上述實施例1～3所得滲氮處理后的縫紉機壓腳件進行表面硬度檢測。其中，表面硬度檢測的技術參數為：儀器號：hv-1000；試驗力：5000kgf；力保持時間10s。測試結果如表1所示：

表1：本發明實施例1～3所得滲氮處理后的縫紉機壓腳件的表面硬度值

從表1中可見，本發明實施例1～3所得滲氮處理后的縫紉機壓腳件的表面硬度值，皆滿足56crnimov7鋼表面硬度為“670～770hv”的技術要求。

綜上所述，本發明通過對滲氮加工工藝進行技術創新，即在滲氮工序之前添加了一預氧化工序，且合理控制氧化過程的溫度及時間，不僅提高了滲氮速度，提高了工件表面的耐疲勞強度和耐磨性等性能；還大大降低了生產成本，利于生產實施。

上述所舉的實施例僅用以說明本發明的組成及功效，并非因此來拘限本發明的專利范圍，故舉凡所有等效結構的改變及不脫離本發明的類似修改，均隸屬于本發明的專利范疇。