一种16Cr3NiWMoVNbE材料低压真空渗碳热处理方法技术

本发明专利技术涉及一种16Cr3NiWMoVNbE材料低压真空渗碳热处理方法，处理方法包括下列步骤：高温预处理→低压真空渗碳→淬火→冰冷处理→中温回火，上述步骤可重复开展。真空渗碳工艺过程基于饱和值调整法的多段脉冲原理，渗碳介质采用乙炔气体，根据碳通量、扩散系数和饱和碳浓度的计算进行强渗和扩散循环周期3～30次，渗碳温度800～1050℃，渗碳压力100～2000Pa。本发明专利技术的方法清洁环保，可实现无晶间氧化和对渗层深度的精确控制，满足在低误差范围内的重现性以及表面碳浓度的可选性，并且适用于细孔、盲孔等复杂结构。

A Low Pressure Vacuum Carburizing Heat Treatment Method for 16Cr3NiWMoVNbE Material

The present invention relates to a low pressure vacuum carburizing heat treatment method for 16Cr3NiWMoVNbE material. The treatment method comprises the following steps: high temperature pretreatment, low pressure vacuum carburizing, quenching, ice cooling treatment and medium temperature tempering. The above steps can be repeated. The vacuum carburizing process is based on the multi-stage pulse principle of saturation adjustment method. The carburizing medium adopts acetylene gas. According to the calculation of carbon flux, diffusion coefficient and saturated carbon concentration, the cycle of intensive carburizing and diffusion is 3-30 times. The carburizing temperature is 800-1050 C, and the carburizing pressure is 100-2000 Pa. The method of the invention is clean and environmentally friendly, can realize intergranular oxidation and precise control of the depth of the carburizing layer, can satisfy the repeatability in a low error range and the selectivity of surface carbon concentration, and is suitable for complex structures such as fine and blind holes.

【技术实现步骤摘要】
一种16Cr3NiWMoVNbE材料低压真空渗碳热处理方法
本专利技术涉及一种16Cr3NiWMoVNbE材料低压真空渗碳热处理方法，属于金属材料热处理

技术介绍
16Cr3NiWMoVNbE钢属于特级优质钢，具有很好的淬透性、高韧塑性和高抗拉强度。经表面渗碳和后续热处理后，表面具有很高的硬度和强度，心部具有良好的韧性和塑性，同时具备良好的锻造和切削加工性能，其使用温度可达350℃，具有良好的综合性能，已成为新一代航空齿轮材料的代表。16Cr3NiWMoVNbE合金成分复杂，采用传统的井室渗碳炉和气氛渗碳炉进行渗碳处理，渗碳过程难以精确控制，渗碳时间长，能源消耗大，渗层内氧化严重，渗层的碳化物大小、分布均匀性较差，对于形状复杂的构件难以均匀渗碳。目前国内对于16Cr3NiWMoVNbE钢还没有标准的渗碳工艺,因此，提出符合要求的渗碳工艺是目前的关键问题。而公开号为CN106319436A的中国专利“真空渗碳炉及使用其的渗碳方法”介绍一种真空渗碳炉的设备和工艺，该专利主要集中于渗碳炉的机械设计、装置结构和布置等方面的介绍，提出低压真空渗碳炉的生产流程实例，未提及具体渗碳工艺。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种16Cr3NiWMoVNbE材料低压真空渗碳热处理方法，其特征在于，其包括如下步骤：S1、高温预处理：采用高温回火或退火工艺对16Cr3NiWMoVNbE材料的试样进行处理，回火或退火温度在600～700℃，时间为2～5h；S2、低压真空渗碳：渗碳过程包括进料并抽真空、阶段升温、脉冲渗碳三个阶段；S3、淬火：渗碳结束后，出炉进行真空油淬；S4、深冷处理:待渗碳淬火后，钢的温度降到室温后进行深冷处理；S5、中温回火：冷处理后进行中温回火。

【技术特征摘要】
1.一种16Cr3NiWMoVNbE材料低压真空渗碳热处理方法，其特征在于，其包括如下步骤：S1、高温预处理：采用高温回火或退火工艺对16Cr3NiWMoVNbE材料的试样进行处理，回火或退火温度在600～700℃，时间为2～5h；S2、低压真空渗碳：渗碳过程包括进料并抽真空、阶段升温、脉冲渗碳三个阶段；S3、淬火：渗碳结束后，出炉进行真空油淬；S4、深冷处理:待渗碳淬火后，钢的温度降到室温后进行深冷处理；S5、中温回火：冷处理后进行中温回火。2.如权利要求1所述的处理方法，其特征在于，在所述步骤S2中，渗碳具体包括：S201、抽真空：将所述试样表面进行清洗，去除油渍污物，进料后炉膛抽真空，绝对压力为5～30Pa；S202、阶段升温：试样随炉分阶段进行升温和保温过程，最终使渗碳温度达到800～1050℃；S203、脉冲渗碳：设定强渗浓度值U高、扩散浓度值U低、脉冲周期和时间的工艺控制条件。3.如权利要求1所述的处理方法，其特征在于，在所述步骤S203按如下操作：向炉膛内充入高纯乙炔气体，调节至稳定压力100～2000Pa，当试样表面碳浓度升高至U高＝1.2％～1.8％时，进入扩散脉冲，充入氮气，调节炉内气压至20～300Pa，直至表面碳浓度降低至...

【专利技术属性】
技术研发人员：王斌，王昊杰，何燕萍，田勇，贾涛，王丙兴，王昭东，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21