本发明专利技术主要涉及一种处理由含铁金属制成的部件(P)的方法，包括：氮化操作，所述氮化操作在部件(P)上形成厚度为5μm至30μm的结合层(2)和厚度为100μm至500μm的布置在结合层(2)下方并与结合层(2)接触的扩散区(3)；然后通过高频感应淬火部件(P)的操作，感应深度大于或等于0.5mm，从而硬化部件(P)并使部件(P)具有：大于或等于50HRC的表面硬度，大于或等于400HV0.05的结合层(2)的硬度，大于或等于500HV0.05的部件在500μm深度处的硬度，并且其中，进行高频感应淬火操作而在感应淬火操作之前在部件(P)上不施加保护膜。本发明专利技术还涉及一种由含铁金属制成的部件(P)，其具有显著的对磨粒和粘着导致的磨损的抗性、改善的摩擦性能和改善的抗结垢性以及良好的耐腐蚀性。能和改善的抗结垢性以及良好的耐腐蚀性。能和改善的抗结垢性以及良好的耐腐蚀性。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】处理由含铁金属制成的部件的方法及由含铁金属制成的部件
[0001]本专利技术的领域是由含铁金属制成的、特别是由极低合金钢或低合金钢制成的部件的表面处理领域。
技术介绍
[0002]在汽车、航空或工业应用中，机械部件在使用寿命期间通常会承受相当大的应力。
[0003]通常，部件可能会接受一种或多种处理以改善它们的一些性能，包括摩擦性能、耐磨性、抗疲劳性、抗氧化性、耐腐蚀性等。
[0004]然而，很难在部件的不同属性之间取得良好的折衷。
[0005]例如，文件WO2011013362A1描述了一种处理部件的方法，该方法包括氮化操作、通过化学转化膜(溶胶
‑
凝胶)的涂覆操作和感应淬火操作。然而，由于膜的成本和需要执行三个连续的操作，这种方法的成本高得令人望而却步。
技术实现思路
[0006]本专利技术的目标是弥补上述缺点，同时保持部件的各种特性之间的良好折衷。
[0007]为此，本专利技术的目的是一种处理由含铁金属制成的部件的方法，该方法包括：
[0008]氮化操作，所述氮化操作在部件上形成厚度为5μm至30μm的结合层和厚度为100μm至500μm的布置在结合层下方并与结合层接触的扩散区；然后
[0009]通过高频感应淬火部件的操作，感应深度大于或等于0.5mm，从而硬化部件并使部件具有：
[0010]·
大于或等于50HRC的表面硬度，
[0011]·
大于或等于400HV0.05的结合层的硬度，
[0012]·
大于或等于500HV0.05的在500μm深度处的硬度，
[0013]并且其中，进行高频感应淬火操作而在感应淬火操作之前在部件上不施加保护膜。
[0014]本专利技术的方法能够获得具有显著的对磨粒和粘着导致的磨损的抗性、改善的摩擦性能和抗结垢性以及良好的耐腐蚀性的部件。本专利技术的方法还比现有技术的方法更易于实施且更便宜，因为它不必为结合层设置保护膜，以及可以不必去除所述保护膜。
[0015]保护膜可以是适合于防止结合层在高频感应淬火期间降解的任何类型，这种降解可能表现为结合层的剥落、开裂或断裂。
[0016]特别地，保护膜可以是溶胶
‑
凝胶膜。因此，高频感应淬火操作在没有溶胶
‑
凝胶膜的情况下进行。
[0017]根据其他方面，根据本专利技术的处理方法具有以下单独或根据它们在技术上可能的组合的不同特征：
[0018]‑
氮化操作采用气体、或通过等离子体或通过熔融盐进行；
[0019]‑
氮化操作在500℃至630℃的温度下进行，持续时间为15分钟至3小时；
[0020]‑
感应淬火操作后不进行回火操作；
[0021]‑
通过高频感应淬火部件的操作按以下方式进行：将铁素体保存在部件中在扩散区/结合层界面和500μm深度之间，优选在扩散区/结合层界面和300μm深度之间。扩散区/结合层界面是指扩散区和上覆结合层之间的接触面。淬火是快速的并且在其处理深度上不会使马氏体部分的铁素体完全转变，使得铁素体在工艺结束时保留在通过HF淬火处理的深度上。500μm的深度对应于观察到部件的硬化和/或部件的金相组织变化的感应深度；
[0022]‑
通过高频感应淬火部件的操作按以下方式进行：使部件中在扩散区/结合层界面和500μm深度之间的残余铁素体含量为1vol％至50vol％，优选为1vol％至30vol％，更优选为5vol％至30vol％。残余铁素体含量以体积计，对应于所考虑区域中铁素体体积与部件剩余部分的体积之比；
[0023]‑
通过高频感应淬火部件的操作按以下方式进行：使部件中在扩散区/结合层界面和500μm深度之间的残余铁素体含量为5vol％至20vol％，优选为5vol％至15vol％。
[0024]‑
该方法包括高频感应淬火操作之后的浸渍步骤。如果进行回火步骤，则在回火后进行浸渍。例如，可以通过浸入或喷涂来进行。浸渍保护部件，因为它可以延迟腐蚀的开始，降低腐蚀速率，从而增加部件的使用寿命；
[0025]‑
根据中性盐水喷雾试验，该方法为部件提供了大于80h的耐腐蚀性。按照标准EN ISO 9227，根据使用中性盐水喷雾的试验(有时也称为标准盐水喷雾试验)测量耐腐蚀性；
[0026]‑
高频感应淬火操作使用以下参数进行：
[0027]·
50kHz至400kHz的频率，
[0028]·
4.6J/mm至5.8J/mm的线性能量。
[0029]这种频率和线性能量的双重条件使得可以获得由含铁金属制成的部件，该部件的机械性能相对于现有技术的部件有很大提高，特别是对磨粒和粘着导致的磨损的抗性、耐摩擦性、抗结垢性，同时保持良好的耐腐蚀性。频率和线性能量根据部件的形态(例如其直径)进行调整；
[0030]‑
高频感应淬火以5mm/s至40mm/s的行进速度进行。
[0031]本专利技术还涉及一种由含铁金属制成的部件，该部件包含厚度为5μm至30μm的结合层和厚度为100μm至500μm的布置在结合层下方并与结合层接触的扩散区，所述部件具有：
[0032]‑
大于或等于50HRC的表面硬度，
[0033]‑
大于或等于400HV0.05的结合层的硬度，
[0034]‑
大于或等于500HV0.05的在500μm深度处的硬度，所述部件在扩散区/结合层界面和500μm深度之间包含铁素体和马氏体。
[0035]根据其他方面，根据本专利技术的由含铁金属制成的部件具有以下单独或根据它们在技术上可能的组合的不同特征：
[0036]‑
部件在0.5mm深度处的硬度大于或等于芯部硬度+100HV0.05；
[0037]‑
部件在0.25mm深度处的硬度大于或等于芯部硬度+350HV0.05；
[0038]‑
部件由锰含量低于1％的C10
‑
C70家族的极低合金钢制成。在这些条件下，钢没有明显的添加元素，即相对于钢的总质量超过5质量％的元素。优选地，该部件应由C45级钢制成。术语“级”通常用于钢材领域，表示钢在一个家族中的特定类型。特别地，本文中指的是选自C10至C70钢家族的C45级；
[0039]‑
该部件由低合金钢制成，其中没有超过5质量％的添加元素。更优选地，该部件由31CrMo4级钢制成；
[0040]‑
该部件在扩散区/结合层界面和300μm深度之间包含铁素体和马氏体；
[0041]‑
该部件在扩散区/结合层界面和500μm深度之间包含的铁素体含量为1vol％至50vol％，优选为1vol％至30vol％，更优选为5vol％至30vol％；
[0042]‑
该部件在扩散区/结合层界面和500μm深度之间包含的铁本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种处理由含铁金属制成的部件(P)的方法，包括：
‑
氮化操作，所述氮化操作在所述部件(P)上形成厚度为5μm至30μm的结合层(2)和厚度为100μm至500μm的布置在所述结合层(2)下方并与所述结合层(2)接触的扩散区(3)；然后
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通过高频感应淬火所述部件(P)的操作，感应深度大于或等于0.5mm，从而硬化所述部件(P)并使所述部件(P)具有：
·
大于或等于50HRC的表面硬度，
·
大于或等于400HV0.05的所述结合层(2)的硬度，
·
大于或等于500HV0.05的所述部件在500μm深度处的硬度，并且其中，进行高频感应淬火操作而在感应淬火操作之前在所述部件(P)上不施加保护膜。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在感应淬火操作之后不进行回火操作。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，通过高频感应淬火部件的操作按以下方式进行：将铁素体保存在所述部件(P)中在所述扩散区(3)/结合层(2)界面和500μm深度之间，优选在所述扩散区(3)/结合层(2)界面和300μm深度之间。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，通过高频感应淬火部件的操作按以下方式进行：使所述部件(P)中在所述扩散区(3)/结合层(2)界面和500μm深度之间的残余铁素体含量为1vol％至50vol％，优选为1vol％至30vol％，更优选为5vol％至30vol％。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，通过高频感应淬火部件的操作按以下方式进行：使所述部件(P)中在所述扩散区(3)/结合层(2)界面和500μm深度之间的残余铁素体含量为5vol％至20vol％，优选为5vol％至15vol％。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括在所述高频感应淬火操作之后的浸渍步骤。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，根据中性盐水喷雾试验，所述方法为所述部件(P)提供大于80h的耐腐蚀性。8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述高频感应淬火操作采用以下参数...
【专利技术属性】
技术研发人员：吕克，
申请(专利权)人：流体力学与摩擦公司，
类型：发明
国别省市：
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