离子氮化件的沉淀强化处理工艺制造技术

离子氮化件的沉淀强化处理工艺是由离子氮化工件的中、低温加热，保温，冷却组成。这种处理工艺能耗低，工件变形小，工艺简单，操作方便，能大幅度地提高离子氮化件的耐磨性，硬度峰值增加３０－７０％，硬化层深度增加２０－５０％。本发明专利技术适用于离子氮化后的碳钢件、合金钢件、铸铁件，也适用于气体氮化件、气体软氮化件、盐浴氮化件的处理；能挽救部分因硬化层深和硬度偏低的不合格氮化件；经此工艺处理的离子氮化碳钢件能替代部分低合金钢氮化件。（*该技术在2009年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于金属热处理中的表面硬化处理工艺。为使气体氮化后的工件能进一步强化，六十年代提出了气体氮化工件重新加热淬火、回火的工艺。虽然该工艺能获得回火马氏体而使氮化层进一步硬化，但因加热温度较高，能耗增加，处理后的工件变形大，致使它的推广应用受到限制。针对上述问题，本专利技术提出了能耗低，简单易行，操作方便，工件变形小的离子氮化后工件的沉淀强化处理工艺，以此进一步提高离子氮化后工件的氮化层的硬度、层深和耐磨性。附图说明图1为45钢离子氮化后经沉淀强化处理前、后的硬度梯度比较曲线，测定硬度时的载荷均为50g。图1中的1为沉淀强化处理前的硬度梯度曲线，2为沉淀强化处理后的硬度梯度曲线。图2为45钢离子氮化后沉淀强化处理前、后的磨损失重比较曲线，磨损时加载均为150kg。图2中1为离子氮化后沉淀强化处理前的磨损失重曲线，2为离子氮化后经沉淀强化处理后的磨损失重曲线。图3为38CrMoAl钢离子氮化后经沉淀强化处理前、后的硬度梯度比较曲线，测定硬度时的载荷均为50g。图3中的1为沉淀强化处理前的硬度梯度曲线，2为沉淀强化处理后的硬度梯度曲线。图4为38CrMoAl钢离子氮化后，沉淀强化处理前、后的磨损失重比较曲线，磨损时加载均为150kg。图4中的1为沉淀强化处理前的磨损失重曲线，2为沉淀强化处理后的磨损失重曲线。工件氮化后氮化层中含有ε、γ′和α′N相，将氮化后的工件在中、低温温度范围内加热时，ε相中将析出弥散细小的Fe3C和α″相，αN中也将析出α″相，这些析出物使氮化层产生沉淀强化。对于合金氮化钢，析出物中还有合金氮化物，其强化效果较单纯析出Fe3C和α″更佳。因此，在一定的热激活条件下，就能使氮化层进一步强化。离子氮化件的沉淀强化处理工艺是由离子氮化后工件的中、低温加热，保温，冷却组成。把离子氮化后随炉冷却到100-200℃出炉的工件装入加热炉内，加热炉选用箱式炉或真空炉中的一种，以每小时100℃-200℃的加热速度对炉内工件加热到200-500℃后，保温0.5-5小时，保温完毕后出炉空冷或随炉冷却至100-200℃，从炉内取出工件空冷。保温温度和保温时间根据具体材料在上述温度和时间范围内选定其最佳值，以达到最佳强化效果。当箱式炉中沉淀强化处理的温度在400-500℃时，为了避免氧化，工件入炉处理前应置于铁盒中，并用碳粉复盖保护后再送入炉内进行沉淀强化处理。对于大型工件的防氧化问题，可用涂水玻璃的办法解决。实施例1对45钢工件调质处理后，送入520℃的炉内离子氮化8小时，随炉冷至200℃出炉空冷。将离子氮化处理后的45钢工件置于铁盒中，并用木炭粉复盖其表面放入箱式加热炉中，以每小时150℃的加热速度对该工件加热至500℃，保温2小时后，在炉内冷至200℃出炉空冷至室温。由图1中的曲线1当氮化层深度为0.3mm时，硬度峰值为Hv485。由图1中的曲线2当氮化层深度为0.38mm时，硬度峰值为Hv760。二者相比，硬度峰值增加56.7%，硬化层深增加26.6%。图2中的曲线1、2表明经40小时对磨后，沉淀强化处理后的磨损失重量仅为处理前的52.8%。实施例2对38CrMoAl钢工件调质处理后，在500℃离子氮化8小时，并随炉冷至200℃出炉，再送入箱式加热炉中，以每小时150℃的加热速度对工件加热至350℃，保温2小时后，随炉冷至200℃出炉空冷。由图3中的曲线1当氮化层深度为0.4mm时，硬度峰值为Hv1120。由图3中的曲线2当氮化层深度为0.6mm时，硬度峰值为Hv1610。二者相比，硬化层深度增加50%，硬度峰值增加43.7%。图4中的曲线1、2表明经20小时对磨后，沉淀强化处理后的磨损失重量仅为处理前的43%。离子氮化件的沉淀强化工艺是由离子氮化工件的中、低温加热，保温，冷却组成，并根据材料的种类选择最佳温度和保温时间。这种处理工艺能耗低，工件变形小，工艺简单，操作方便，能大幅度提高工件的硬度，耐磨性，增加硬化层深度。实验表明硬度峰值增加30-70%，硬化层深度增加20-50%，碳钢工件经离子氮化后的沉淀强化处理，能替代部份低合金钢氮化件，而含合金元素少的沉淀强化件能替代含合金元素多的氮化件，还能挽救部份因层深和硬度偏低的不合格氮化件。本专利技术适用于离子氮化后的碳钢件、合金钢件、铸铁件，也适用于气体氮化件、气体软氮化件、盐浴氮化件的处理。权利要求1.离子氮化件的沉淀强化处理工艺是由离子氮化件的中、低温加热，保温，冷却组成；其特征在于把离子氮化后随炉冷却到100-200℃出炉的工件装入加热炉内，以每小时100-200℃的加热速度对炉内工件加热到200-500℃后，保温0.5-5小时，随炉冷至100-200℃出炉空冷。全文摘要离子氮化件的沉淀强化处理工艺是由离子氮化工件的中、低温加热，保温，冷却组成。这种处理工艺能耗低，工件变形小，工艺简单，操作方便，能大幅度地提高离子氮化件的耐磨性，硬度峰值增加30-70％，硬化层深度增加20-50％。本专利技术适用于离子氮化后的碳钢件、合金钢件、铸铁件，也适用于气体氮化件、气体软氮化件、盐浴氮化件的处理；能挽救部分因硬化层深和硬度偏低的不合格氮化件；经此工艺处理的离子氮化碳钢件能替代部分低合金钢氮化件。文档编号C23C8/80GK1051589SQ8910412公开日1991年5月22日 申请日期1989年11月4日 优先权日1989年11月4日专利技术者周上祺, 胡振纪, 严金淮, 张津, 赵玉琴 申请人:重庆大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
离子氮化件的沉淀强化处理工艺是由离子氮化件的中、低温加热，保温，冷却组成；其特征在于把离子氮化后随炉冷却到１００－２００℃出炉的工件装入加热炉内，以每小时１００－２００℃的加热速度对炉内工件加热到２００－５００℃后，保温０．５－５小时，随炉冷至１００－２００℃出炉空冷。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周上祺，胡振纪，严金淮，张津，赵玉琴，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：85[中国|重庆]