【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于化学热处理领域，具体属于一种马氏体热强不锈钢材料零件的渗氮裂纹控制方法。
技术介绍
1、1cr16co5ni2mo1wvnbn合金是一种高钴基合金马氏体热强不锈钢，5％co的加入减少了由于加入ni导致钢ac1点和ms点下降的趋势，保证了热强性；w、mo、c、n等固溶强化元素和v、nb等沉淀强化元素的加入显著提高了综合热强性能；16％cr的加入使抗氧化和抗腐蚀性能大幅度提高，多元复合强化作用使该合金具有较高的综合力学性能、抗氧化性能和耐腐蚀性能。该合金最高使用温度为650℃，常用于制造在650℃以下长期工作的低压压气机前后轴、低压涡轮轴颈、球头、球座等零件。
2、渗氮工艺是提高1cr16co5ni2mo1wvnbn合金性能的有效途径。对1cr16co5ni2mo1wvnbn合金零件进行渗氮，可以获得高的耐磨性和表面硬度，同时提高工件的抗腐蚀性能，使材料在650℃仍能维持相当高的硬度和较高的抗疲劳性能。
3、但由于过多的合金元素使得1cr16co5ni2mo1wvnbn合金渗氮后组织极易出现裂纹，同时在渗氮后的对渗氮面进行磨削加工时，会导致渗氮层剥落。
技术实现思路
1、为了解决现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种马氏体热强不锈钢材料零件的渗氮裂纹控制方法，用于解决现有技术中问题，通过该工艺过程，可消除1cr16co5ni2mo1wvnbn合金渗氮裂纹，杜绝磨削加工导致的渗氮层剥落问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方
3、一种马氏体热强不锈钢材料零件的渗氮裂纹控制方法，包括以下步骤，
4、步骤1，对马氏体热强不锈钢材料零件进行渗氮前处理后加工成球头及球座零件，并对非渗氮面进行防护；
5、步骤2，对步骤1中的零件渗氮表面进行吹砂处理；
6、步骤3，将完成步骤2中的零件2h内装入可控气氛渗氮炉内，进行低温高氮势强渗处理；
7、步骤4，将步骤3中的零件在炉内进行高温渗氮处理；
8、步骤5，将步骤4中的零件在炉内进行高温低氮势扩散渗氮处理；
9、步骤6，将步骤5中的零件在炉内进行高温纯氩气扩散处理；
10、步骤7，将步骤6中的零件随炉冷却至室温出炉。
11、优选的，步骤1中，渗氮前将马氏体热强不锈钢材料零件进行正火和回火、淬火和回火的渗氮前热处理，将完成渗氮前热处理的工件加工成球头及球座零件，并对非渗氮面进行防护。
12、进一步的，步骤1中，渗氮前热处理工艺中正火温度范围为1090±15℃，进行空冷；回火温度范围为650℃～700℃，进行空冷；淬火温度范围为1100±15℃，进行油冷；回火温度范围为650℃～700℃，进行空冷。
13、优选的，步骤1中，采用电镀法对非渗氮面进行镀铜保护。
14、优选的，步骤2中，对零件的渗氮面进行均匀吹砂处理，并在吹砂处理后2h内入炉进行渗氮处理，吹砂处理中风压范围为0.1-0.3mpa，砂型为100-320目三氧化二铝砂。
15、优选的，步骤3中，将步骤2中的零件装入可控气氛渗氮炉内，首先向炉内冲入氨气排空炉内空气；然后开始升温，当炉温升至380-420℃时，向炉内喷洒5-20ml四氯乙烯，并在该温度保持10-20min；继续升温，当炉内温度达到490-530℃，调节氨气与裂解氨比例至(5-20)：(95-80)，使氮势kn为10-20，保温时间1-3h，进行低温高氮势强渗处理。
16、优选的，步骤4中，高温渗氮处理过程为：继续随炉升温，当炉内温度达到600-640℃，调节氨气与裂解氨比例至(2-5)：(8-5)，使氮势kn为1-4，保温时间1-4h，进行渗氮保证表层存在足够的氮原子。
17、优选的，步骤5中，高温低氮势扩散渗氮处理过程为：在600-640℃温度下，调节氨气与裂解氨比例至(95-80)：(5-20)，使氮势kn为0.1-0.5，保温时间30-40h，进行扩散渗氮保证表层堆积的氮原子向合金内部扩散的同时不会导致表面贫氮。
18、优选的，步骤6中，高温纯氩气扩散处理过程为：在炉内进行高温纯氩气扩散，在600-640℃温度下，关闭调节氨气与裂解氨进气阀门，向炉内持续通入纯氩气排出炉内氨气及裂解氨，保温时间5-10h，进行扩散使表层堆积的氮原子向合金内部扩散。
19、优选的，冷却后的零件进行磨削，磨削量控制在单边研磨掉0.02-0.05mm。
20、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：
21、本专利技术提供一种马氏体热强不锈钢材料零件的渗氮裂纹控制方法，通过对马氏体热强不锈钢材料零件依次进行低温高氮势强渗处理、高温渗氮处理、高温低氮势扩散渗氮处理和高温纯氩气扩散处理，通过该工艺过程，可消除1cr16co5ni2mo1wvnbn合金渗氮裂纹，杜绝磨削加工导致的渗氮层剥落问题。
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1.一种马氏体热强不锈钢材料零件的渗氮裂纹控制方法，其特征在于，包括以下步骤，
2.根据权利要求1所述的一种马氏体热强不锈钢材料零件的渗氮裂纹控制方法，其特征在于，步骤1中，渗氮前将马氏体热强不锈钢材料零件进行正火和回火、淬火和回火的渗氮前热处理，将完成渗氮前热处理的工件加工成球头及球座零件，并对非渗氮面进行防护。
3.根据权利要求2所述的一种马氏体热强不锈钢材料零件的渗氮裂纹控制方法，其特征在于，步骤1中，渗氮前热处理工艺中正火温度范围为1090±15℃，进行空冷；回火温度范围为650℃～700℃，进行空冷；淬火温度范围为1100±15℃，进行油冷；回火温度范围为650℃～700℃，进行空冷。
4.根据权利要求1所述的一种马氏体热强不锈钢材料零件的渗氮裂纹控制方法，其特征在于，步骤1中，采用电镀法对非渗氮面进行镀铜保护。
5.根据权利要求1所述的一种马氏体热强不锈钢材料零件的渗氮裂纹控制方法，其特征在于，步骤2中，对零件的渗氮面进行均匀吹砂处理，并在吹砂处理后2h内入炉进行渗氮处理，吹砂处理中风压范围为0.1-0.3MPa，砂型为
6.根据权利要求1所述的一种马氏体热强不锈钢材料零件的渗氮裂纹控制方法，其特征在于，步骤3中，将步骤2中的零件装入可控气氛渗氮炉内，首先向炉内冲入氨气排空炉内空气；然后开始升温，当炉温升至380-420℃时，向炉内喷洒5-20ml四氯乙烯，并在该温度保持10-20min；继续升温，当炉内温度达到490-530℃，调节氨气与裂解氨比例至(5-20)：(95-80)，使氮势Kn为10-20，保温时间1-3h，进行低温高氮势强渗处理。
7.根据权利要求1所述的一种马氏体热强不锈钢材料零件的渗氮裂纹控制方法，其特征在于，步骤4中，高温渗氮处理过程为：继续随炉升温，当炉内温度达到600-640℃，调节氨气与裂解氨比例至(2-5)：(8-5)，使氮势Kn为1-4，保温时间1-4h，进行渗氮保证表层存在足够的氮原子。
8.根据权利要求1所述的一种马氏体热强不锈钢材料零件的渗氮裂纹控制方法，其特征在于，步骤5中，高温低氮势扩散渗氮处理过程为：在600-640℃温度下，调节氨气与裂解氨比例至(95-80)：(5-20)，使氮势Kn为0.1-0.5，保温时间30-40h，进行扩散渗氮保证表层堆积的氮原子向合金内部扩散的同时不会导致表面贫氮。
9.根据权利要求1所述的一种马氏体热强不锈钢材料零件的渗氮裂纹控制方法，其特征在于，步骤6中，高温纯氩气扩散处理过程为：在炉内进行高温纯氩气扩散，在600-640℃温度下，关闭调节氨气与裂解氨进气阀门，向炉内持续通入纯氩气排出炉内氨气及裂解氨，保温时间5-10h，进行扩散使表层堆积的氮原子向合金内部扩散。
10.根据权利要求1所述的一种马氏体热强不锈钢材料零件的渗氮裂纹控制方法，其特征在于，冷却后的零件进行磨削，磨削量控制在单边研磨掉0.02-0.05mm。
...【技术特征摘要】
1.一种马氏体热强不锈钢材料零件的渗氮裂纹控制方法，其特征在于，包括以下步骤，
2.根据权利要求1所述的一种马氏体热强不锈钢材料零件的渗氮裂纹控制方法，其特征在于，步骤1中，渗氮前将马氏体热强不锈钢材料零件进行正火和回火、淬火和回火的渗氮前热处理，将完成渗氮前热处理的工件加工成球头及球座零件，并对非渗氮面进行防护。
3.根据权利要求2所述的一种马氏体热强不锈钢材料零件的渗氮裂纹控制方法，其特征在于，步骤1中，渗氮前热处理工艺中正火温度范围为1090±15℃，进行空冷；回火温度范围为650℃～700℃，进行空冷；淬火温度范围为1100±15℃，进行油冷；回火温度范围为650℃～700℃，进行空冷。
4.根据权利要求1所述的一种马氏体热强不锈钢材料零件的渗氮裂纹控制方法，其特征在于，步骤1中，采用电镀法对非渗氮面进行镀铜保护。
5.根据权利要求1所述的一种马氏体热强不锈钢材料零件的渗氮裂纹控制方法，其特征在于，步骤2中，对零件的渗氮面进行均匀吹砂处理，并在吹砂处理后2h内入炉进行渗氮处理，吹砂处理中风压范围为0.1-0.3mpa，砂型为100-320目三氧化二铝砂。
6.根据权利要求1所述的一种马氏体热强不锈钢材料零件的渗氮裂纹控制方法，其特征在于，步骤3中，将步骤2中的零件装入可控气氛渗氮炉内，首先向炉内冲入氨气排空炉内空气；然后开始升温，当炉温升至380-420℃时，向炉内喷洒5-20ml四氯乙烯，并在该温度保持1...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵耀伟，刘朋飞，赵瑶，张华，安廷，王军，赵洁，梁利娟，
申请(专利权)人：中国航发动力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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