使用稀土材料的34CrNi3MoA钢氮化方法技术

使用稀土材料的34CrNi3MoA钢氮化方法，它涉及一种34CrNi3MoA钢的氮化方法。本发明专利技术的目的是要解决34CrNi3MoA钢传统氮化工艺生产过程中的氮化渗速缓慢、氮化层硬度低的问题。使用稀土材料的34CrNi3MoA钢氮化方法：将稀土催渗剂装载铁罐中，采用硅酸铝毡塞紧，然后与待渗氮34CrNi3MoA钢零部件一起装入氮化炉中，然后分阶段氮化工艺进行氮化处理，自然冷却至室温，得到氮化后34CrNi3MoA钢零部件。优点：一、表面硬度提高HV40～80左右，渗速提高10～15％；二、满足氮化层≥0.7mm，硬度HV≥550的技术要求。本发明专利技术主要用于34CrNi3MoA钢的氮化。

Nitriding of 34CrNi3MoA steel using rare earth materials

Nitriding method of 34CrNi3MoA steel using rare earth materials relates to a nitriding method for 34CrNi3MoA steel. The aim of the invention is to solve the problem of slow nitriding speed and low hardness of nitrided layer in the production process of 34CrNi3MoA steel by traditional nitriding process. The 34CrNi3MoA steel nitriding method using rare earth material: loading the rare earth permeable agent in the iron tank, using aluminum silicate felt to tight, then loading the nitriding 34CrNi3MoA steel into the nitriding furnace, then nitriding the nitriding process for the nitriding process, naturally cooling to the room temperature, and getting the 34CrNi3MoA steel parts after nitriding. Advantages: first, the surface hardness increases by HV40 ~ 80, and the penetration rate increases by 10 ~ 15%; two, meet the technical requirements of nitriding layer 0.7mm or HV HV. The invention is mainly used for nitriding of 34CrNi3MoA steel.

【技术实现步骤摘要】
使用稀土材料的34CrNi3MoA钢氮化方法
本专利技术涉及一种34CrNi3MoA钢的氮化方法。
技术介绍
34CrNi3MoA钢是一种应用较为广泛的钢材，尤其是经过渗氮处理后，常常用于制造高强度、塑性好的重要零部件，如齿轮、轴等零部件。但该种氮化材料传统氮化工艺的氮化渗速较慢、氮化层硬度较低，很难达到设计要求的HV550～750，层深＞0.7mm的要求。渗氮过程是一个相变扩散的过程，影响各渗氮相中氮扩散系数的因素有钢的化学成分(碳和合金元素的含量)、渗氮的温度、工件的塑性变形等。在恒定温度下，扩散速度主要与钢中的化学成分有关，与渗氮环境关系不大，从钢中的合金元素对氮化层硬度和厚度的影响曲线可以看出，Ni元素的存在不利于提高氮化层硬度及氮化层厚度，且在氮化过程中形成的氮化物的稳定性较差，进而造成34CrNi3MoA钢氮化后的表面硬度较低、渗氮速度较慢。因此，该34CrNi3MoA钢的氮化操作存在极大难度。
技术实现思路
本专利技术的目的是要解决34CrNi3MoA钢传统氮化工艺生产过程中的氮化渗速缓慢、氮化层硬度低的问题，而提供一种使用稀土材料的34CrNi3MoA钢氮化方法。使用稀土材料的34CrNi3MoA钢氮化方法，具体是按以下步骤完成的：将稀土催渗剂装入带上口的铁罐中，采用硅酸铝毡将铁罐的上口塞紧，然后与待渗氮34CrNi3MoA钢零部件一起装入氮化炉中，根据氮化炉的容积按照200g/m3～400g/m3使用稀土催渗剂，然后升温至500±5℃，在温度为500±5℃下氮化18h～22h，然后升温至550±5℃，在温度为550±5℃下氮化45h～50h，再降温至480±5℃，在温度为480±5℃下氮化18h～22h，自然冷却至室温，得到氮化后34CrNi3MoA钢零部件。本专利技术优点：一、本专利技术使34CrNi3MoA钢氮化层的相比传统氮化提高表面硬度HV40～80左右，同时可提高渗速10～15％，可大幅度缩短工艺时间，同时可降低生产成本；二、本专利技术采用稀土催渗剂的34CrNi3MoA钢三段法氮化工艺，可以满足氮化层≥0.7mm，硬度HV≥550(距表面0.15～0.2mm位置处)，氮化层脆性≤3级的技术要求。三、本专利技术工艺简单，适合广泛推广使用。本专利技术主要用于34CrNi3MoA钢的氮化。附图说明图1是实施例1中条状的稀土催渗剂装载示意图，图中1表示带上口的铁罐，图中2表示条状的稀土催渗剂，图中3表示硅酸铝毡；图2是实施例1氮化工艺曲线。具体实施方式具体实施方式一：本实施方式是使用稀土材料的34CrNi3MoA钢氮化方法，具体是按以下步骤完成的：将稀土催渗剂装入带上口的铁罐中，采用硅酸铝毡将铁罐的上口塞紧，然后与待渗氮34CrNi3MoA钢零部件一起装入氮化炉中，根据氮化炉的容积按照200g/m3～400g/m3使用稀土催渗剂，然后升温至500±5℃，在温度为500±5℃下氮化18h～22h，然后升温至550±5℃，在温度为550±5℃下氮化45h～50h，再降温至480±5℃，在温度为480±5℃下氮化18h～22h，自然冷却至室温，得到氮化后34CrNi3MoA钢零部件。本实施例方式第一段采用500±5℃氮化18h～22h，目的是提高34CrNi3MoA钢氮化件表面的硬度，使氮化层硬度超过要求HV200以上，但此时层深较浅；第二段采用550±5℃氮化45h～50h，目的是增加氮化层的深度，但氮化层硬度会随着温度提高而降低；第三段采用低温的480±5℃氮化18h～22h，目的是重新提高34CrNi3MoA钢氮化层表面的硬度，使其满足设计要求。将稀土催渗剂装入带上口的铁罐中，采用硅酸铝毡将铁罐的上口塞紧，硅酸铝毡带空隙，将稀土催渗剂装入铁罐中，并采用硅酸铝毡塞紧，目的是控制稀土催渗剂的扩散速度，由于在加热过程中稀土催渗剂极易挥发，因此采用硅酸铝毡进行铁罐开口位置的塞紧，硅酸铝毡具有多孔结构，可以减缓催渗剂的挥发，保证催渗剂在整个氮化过程中缓慢恢复，使氮化整个过程中均由催渗剂的存在，避免中途添加催渗剂，提高催渗剂的使用效率。具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一的不同点是：所述稀土催渗剂为稀土合金，且稀土合金以镧系元素为主。其他与具体实施方式一相同。具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二之一不同点是：所述稀土合金为La-Ce合金，La-Ce合金中镧元素的质量分数为35％，铈元素的质量分数为65％。其他与具体实施方式一或二相同。具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同点是：所述稀土催渗剂呈条状。其他与具体实施方式一至三相同。具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同点是：所述待渗氮34CrNi3MoA钢零部件加入氮化炉前先进行清理，清理过程如下：将34CrNi3MoA钢零部件抛光，至34CrNi3MoA钢零部件氮化面表面粗糙度Ra为0.8μm～1.6μm，然后使用酒精清洗，即得到待渗氮34CrNi3MoA钢零部件。其他与具体实施方式一至四相同。本
技术实现思路
不仅限于上述各实施方式的内容，其中一个或几个具体实施方式的组合同样也可以实现专利技术的目的。采用下述试验验证本专利技术效果实施例1：参照图1，使用稀土材料的34CrNi3MoA钢氮化方法，具体是按以下步骤完成的：稀土催渗剂呈条状，带上口的铁罐的规格为φ60mm×100mm，根据氮化炉的容积按照300g/m3取5条稀土催渗剂装入带上口的铁罐中，采用硅酸铝毡将铁罐的上口塞紧，然后与待渗氮34CrNi3MoA钢零部件一起装入氮化炉中，然后升温至500±5℃，在温度为500±5℃下氮化20h，然后升温至550±5℃，在温度为550±5℃下氮化48h，再降温至480±5℃，在温度为480±5℃下氮化20h，自然冷却至室温，得到氮化后34CrNi3MoA钢零部件。所述稀土催渗剂为稀土合金，且所述稀土合金为La-Ce合金，La-Ce合金中镧元素的质量分数为35％，铈元素的质量分数为65％。所述待渗氮34CrNi3MoA钢零部件加入氮化炉前先进行清理，清理过程如下：将34CrNi3MoA钢零部件抛光，至34CrNi3MoA钢零部件氮化面表面粗糙度Ra为0.8μm～1.6μm，然后使用酒精清洗，即得到待渗氮34CrNi3MoA钢零部件。图1是实施例1中条状的稀土催渗剂装载示意图，图中1表示带上口的铁罐，图中2表示条状的稀土催渗剂，图中3表示硅酸铝毡。图2是实施例1氮化工艺曲线，通过图2可知，实施例1在温度为500±5℃下氮化20h过程中，氨分解率为15％～30％，在温度为550±5℃下氮化48h过程中，氨分解率为40％～50％，在温度为480±5℃下氮化20h过程中，氨分解率为25％～35％。实施例1得到的34CrNi3MoA钢氮化层的相比传统氮化提高表面硬度HV72，提高渗速12.4％，因此本专利技术氮化工艺可大幅度缩短工艺时间，同时可降低生产成本。实施例1得到的34CrNi3MoA钢氮化层厚度为0.75mm，满足氮化层≥0.7mm，实施例1得到的34CrNi3MoA钢氮化层距表面0.15～0.2mm位置处硬度HV为580，满足硬度HV≥550。本文档来自技高网...

【技术保护点】
使用稀土材料的34CrNi3MoA钢氮化方法，其特征在于使用稀土材料的34CrNi3MoA钢氮化方法是按以下步骤完成的：将稀土催渗剂装入带上口的铁罐中，采用硅酸铝毡将铁罐的上口塞紧，然后与待渗氮34CrNi3MoA钢零部件一起装入氮化炉中，根据氮化炉的容积按照200g/m

【技术特征摘要】
1.使用稀土材料的34CrNi3MoA钢氮化方法，其特征在于使用稀土材料的34CrNi3MoA钢氮化方法是按以下步骤完成的：将稀土催渗剂装入带上口的铁罐中，采用硅酸铝毡将铁罐的上口塞紧，然后与待渗氮34CrNi3MoA钢零部件一起装入氮化炉中，根据氮化炉的容积按照200g/m3～400g/m3使用稀土催渗剂，然后升温至500±5℃，在温度为500±5℃下氮化18h～22h，然后升温至550±5℃，在温度为550±5℃下氮化45h～50h，再降温至480±5℃，在温度为480±5℃下氮化18h～22h，自然冷却至室温，得到氮化后34CrNi3MoA钢零部件。2.根据权利要求1所述的使用稀土材料的34CrNi3MoA钢氮化方法，其特征在于所述稀土...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐佰明，刘长江，陈大巍，孙家睦，于洋，王健泽，
申请(专利权)人：哈尔滨汽轮机厂有限责任公司，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23