【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及轴承齿轮钢加工，尤其涉及一种20crnimo钢深层渗碳方法。
技术介绍
1、20crnimo是一种常见的低合金高强度渗碳轴齿钢，由于其具有高强韧性及较高的耐磨性，因此常用于制造重载轴承及齿轮。重载轴承是现代工程机械和重载交通运输设备中不可或缺的部件，我国轨道交通发展迅猛，轴承的服役环境更为复杂，主要表现为运行时间长、温度变化大、承受载荷大、服役环境影响复杂等，因而对重载轴承用钢提出了更高的要求。轴承钢的质量和性能是滚动轴承失效的主要影响因素，因此对轴承钢的性能和质量要求极为严格，重载轴承的结构特点和工作条件要求轴承用钢具备更高的质量和性能要求，具体如下：重载轴承用渗碳钢要具有较高的耐磨性能、适宜的硬度，滚动轴承的重要指标之一便是其硬度值，它与材料接触疲劳强度、耐磨性、弹性极限有着密切的关系，直接影响着滚动轴承的寿命。轴承用钢的硬度要适宜，过大或过小都将影响轴承使用寿命，心部更要保证高强度和高韧性。重载轴承服役过程中会承受较大冲击载荷，因此，要求轴承钢具有一定的韧性，以保证轴承不会因反复冲击而过早损坏。
2、目前常用的提高表面硬度的手段是渗碳处理，采用渗碳轴承钢的初衷就是在保证高硬度和耐磨性表面的同时，使心部具有高强韧性和高硬度。钢的渗碳是指将低碳钢或低碳合金钢零件在增碳的活性介质中加热和保温，使活性碳原子渗入材料表面的过程。经淬火和低温回火后，从表至里依次获得高碳、中碳和低碳的回火马氏体组织，因此材料经渗碳处理后可获得较高的表面硬度、接触疲劳强度，而心部仍保持良好的冲击韧性。对于承受重载、耐磨、冲击和复
3、渗碳层深度主要受渗碳温度、渗碳时间及碳势的影响。随着渗碳温度升高，碳在钢中的扩散系数呈指数上升，渗碳速度加快，但是渗碳温度过高会造成晶粒长大，工件畸变增大，设备寿命降低等负面效应。渗碳时间越短，生产效率越高，能耗越低，但是对于浅层渗碳而言，渗碳时间太短，渗碳深度控制难以准确。应通过调整渗碳温度、碳势来延长渗碳时间，以便精确控制渗碳层深度。介质碳势越高，渗碳速度越快，但是渗层碳浓度梯度越陡，碳势过高还会造成工件表面积碳。
4、因此科学合理地根据不同钢种和需求调整渗碳的工艺参数，得到较好的渗层组织和表面质量，提高生产效率，获得所需要的产品质量就显得尤为重要。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种20crnimo钢深层渗碳方法，通过渐进式的真空低压脉冲渗碳+真空淬、回火工艺，并严格控制渗碳温度、渗碳介质、渗碳时间、渗碳压力、扩渗比及渗碳后的淬火工艺，实现提高材料表面硬度的同时控制渗碳层深度及心部强韧性的目的。
2、本专利技术采用的技术方案如下：
3、本专利技术所提出的一种20crnimo钢深层渗碳方法，包括以下步骤：
4、s1、对20crnimo棒材进行机加工和清洗，去除表面氧化层和油污；
5、s2、将清洗后的样品低温烘干后送入炉膛并抽真空，然后随炉升温至渗碳温度并保温；
6、s3、采用渐进脉冲式渗碳方法对试样进行渗碳操作，且后一个脉冲工艺时间≥前一个脉冲工艺时间，扩渗比不低于20：1，循环周次55～65；
7、s4、将渗碳后的试样进行真空高温淬火，然后进一步进行油淬处理，对油淬后的试样进行超声清洗，随后进一步进行真空回火，结束后在炉内充氩气并冷却至室温出炉。
8、进一步的，所述步骤s1中，清洗过程是将20crnimo棒材置于超声波清洗器中进行清洗以去除表面油污。
9、进一步的，所述步骤s2中，真空炉膛的绝对压力≤2pa，试样先随炉升温至渗碳温度650℃后保温1h，随后再次升温至渗碳温度940℃±10℃并保温2h。
10、进一步的，所述步骤s3中，强渗阶段的渗碳介质采用高纯乙炔，扩散阶段的介质采用高纯氮。
11、进一步的，所述步骤s3中，渗碳压力为500～1000pa，介质流量≥1500l/h，渗碳总时间为45～55h。
12、进一步的，所述步骤s4的具体过程包括：将渗碳后的试样进行真空高温淬火，淬火温度830～850℃，保温时间1.5h，保温结束后进行油淬处理，入油转移时间≤20s，油淬后对试样进行超声清洗，随后进行真空回火，真空度≤6.7×10-3pa，回火温度170±10℃，保温2h，结束后在炉内充氩气冷却至室温出炉。
13、本专利技术与现有技术相比具有以下有益效果：
14、本专利技术提出的渗碳工艺实施简单，成本较低，实施简单、方便、快捷，而且不仅适用于20crnimo钢，也可以进一步推广应用至其他轴承材料，能够有效提高轴承齿轮抗磨性能，延长其使用寿命，降低生产成本，提高效率和轴承材料的安全性。
15、经本专利技术渗碳方法处理后，20crnimo棒材表面硬度≥59hrc，心部硬度≥35hrc，满足距外球面8.5mm，距离端面分别为40mm、75mm、110mm处的心部硬度23hrc～45hrc的要求。且同一零件硬度均匀性不大于3hrc。渗碳层深度≥4mm，高于要求的渗碳有效硬化层深度≥3.6mm(表面测至513hv处)，材料渗碳层组织无粗大碳化物和网状碳化物。
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1.一种20CrNiMo钢深层渗碳方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种20CrNiMo钢深层渗碳方法，其特征在于：所述步骤S1中，清洗过程是将20CrNiMo棒材置于超声波清洗器中进行清洗以去除表面油污。
3.根据权利要求1所述的一种20CrNiMo钢深层渗碳方法，其特征在于：所述步骤S2中，真空炉膛的绝对压力≤2Pa，试样先随炉升温至渗碳温度650℃后保温1h，随后再次升温至渗碳温度940℃±10℃并保温2h。
4.根据权利要求1所述的一种20CrNiMo钢深层渗碳方法，其特征在于：所述步骤S3中，强渗阶段的渗碳介质采用高纯乙炔，扩散阶段的介质采用高纯氮。
5.根据权利要求4所述的一种20CrNiMo钢深层渗碳方法，其特征在于：所述步骤S3中，渗碳压力为500～1000Pa，介质流量≥1500L/h，渗碳总时间为45～55h。
6.根据权利要求1所述的一种20CrNiMo钢深层渗碳方法，其特征在于，所述步骤S4的具体过程包括：将渗碳后的试样进行真空高温淬火，淬火温度830～850℃，保温时间1
...【技术特征摘要】
1.一种20crnimo钢深层渗碳方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种20crnimo钢深层渗碳方法，其特征在于：所述步骤s1中，清洗过程是将20crnimo棒材置于超声波清洗器中进行清洗以去除表面油污。
3.根据权利要求1所述的一种20crnimo钢深层渗碳方法，其特征在于：所述步骤s2中，真空炉膛的绝对压力≤2pa，试样先随炉升温至渗碳温度650℃后保温1h，随后再次升温至渗碳温度940℃±10℃并保温2h。
4.根据权利要求1所述的一种20crnimo钢深层渗碳方法，其特征在于：所述步骤s3中，强渗阶段的渗碳介质采用高纯乙...
【专利技术属性】
技术研发人员：尹凤先，武雪婷，吴志伟，赵中清，
申请(专利权)人：成都先进金属材料产业技术研究院股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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