低碳合金钢渗碳工艺制造技术

一种低碳合金钢渗碳工艺，首先对低碳合金钢工件进行渗碳步骤，渗碳温度为870～890℃；在渗碳步骤之后进行预冷步骤，预冷步骤中通入保护气氛保护低碳合金钢工件，并将低碳合金钢工件预冷至810～830℃；对预冷至810～830℃的低碳合金钢工件进行淬火步骤；并在淬火步骤之后进行回火步骤，回火温度为340～360℃。此低碳合金钢渗碳工艺可有效减少氢原子渗入低碳合金钢工件内部，降低低碳合金钢工件的氢脆倾向，从而提高低碳合金钢工件的机械强度和韧性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及表面热处理工艺，且特别涉及一种低碳合金钢渗碳工艺。
技术介绍
现有低碳合金钢的渗碳工艺通常是在渗碳保温之后直接淬火，然后再低温回火保温。虽然由现有低碳合金钢的渗碳工艺处理的低碳合金钢在渗层厚度、表面及心部硬度都可以达到技术要求，但抗拉试验时，由现有低碳合金钢的渗碳工艺处理的低碳合金钢的拉力值却难以达到30000牛顿(N)。如果将由现有低碳合金钢的渗碳工艺处理的低碳合金钢制成汽车防滑链时，防滑链载荷较大时就容易产生断裂而无法使用的现象。而现有低碳合金钢的渗碳工艺处理的低碳合金钢强度不理想是由于氢脆所致。氢脆是一种由于氢渗入金属内部导致损伤，从而使金属材料在低于材料屈服强度的静应力作用下发生延迟断裂的现象。现有低碳合金钢的渗碳工艺的渗碳温度较高，氢原子较易渗入金属内部，而又不易析出，因此导致由现有低碳合金钢的渗碳工艺处理的低碳合金钢的氢脆问题，以至于无法满足汽车各种关键零部件的强度使用要求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种低碳合金钢渗碳工艺，以有效减少氢原子渗入低碳合金钢工件内部，降低低碳合金钢工件的氢脆倾向，从而提高低碳合金钢工件的机械强度和韧性。本专利技术解决其技术问题是采用以下的技术方案来实现的。本专利技术提出一种低碳合金钢渗碳工艺，其包括以下步骤对低碳合金钢工件进行渗碳步骤，渗碳温度为870 890°C ;在渗碳步骤之后进行预冷步骤，预冷步骤中通入保护气氛保护低碳合金钢工件，并将低碳合金钢工件预冷至810 830°C ;对预冷至810 830°C 的低碳合金钢工件进行淬火步骤；以及在淬火步骤之后进行回火步骤，回火温度为340 360。。。本专利技术的有益效果是，本专利技术的低碳合金钢渗碳工艺的渗碳温度较一般的渗碳工艺的渗碳温度低，一方面有利于阻止低碳合金钢的晶粒粗大，从而提高低碳钢合金元件的机械性能，另一方面有利于减缓氢原子向低碳合金钢工件的内部的扩散，降低低碳合金钢工件的氢脆倾向，从而提高低碳合金钢工件的机械强度。此外，在预冷步骤中通入氮气保护低碳合金钢工件，可以有效阻止氢进一步渗入低碳合金钢工件，并降低了淬火温度，因此可有效减少低碳合金钢元件中残余奥氏体量，进而降低低碳合金钢元件的脆性。另外，本实施例的渗碳工艺的回火温度较一般的渗碳工艺的回火温度高，有利于进一步减少低碳合金钢工件的氢脆倾向，进而提高低碳合金钢工件的韧性。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段， 而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本专利技术的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举实施例，详细说明如下。附图说明图I是本专利技术一实施例的低碳合金钢渗碳工艺的流程示意图。110 :渗碳步骤120 :预冷步骤130:淬火步骤140:回火步骤具体实施方式为更进一步阐述本专利技术为达成预定专利技术目的所采取的技术手段及功效，以下结合较佳实施例，对依据本专利技术提出的低碳合金钢渗碳工艺的具体实施方式、特征及其功效，详细说明如下。有关本专利技术的前述及其它
技术实现思路
、特点及功效，在以下配合参考图式的较佳实施例的详细说明中将可清楚呈现。通过具体实施方式的说明，当可对本专利技术为达成预定目的所采取的技术手段及功效得以更加深入且具体的了解，并非用来对本专利技术加以限制。图I是本专利技术一实施例的低碳合金钢渗碳工艺的流程示意图。低碳合金钢例如 20Mn2钢渗碳和淬透性能好并具有优良的耐磨性，因此被广泛用于制成起重链条重型卡车的防滑链。以下将以材料为20Mn2的汽车防滑链作为低碳钢合金元件为例对低碳合金钢渗碳工艺进行说明。在对低碳钢合金元件例如材料为20Mn2的汽车防滑链进行渗碳工艺之前，需要进行低碳钢合金元件的前准备步骤。例如，若是制作汽车防滑链，就需要根据设计需求依次进行下料、弯曲成形、编链、对焊、拉力检测以及表面清洁等前准备步骤，在此不予详述。此外， 渗碳工艺完成之后还需要进行后处理步骤。例如，若是制作汽车防滑链，就需要继续进行表面镀锌、检验、包装入库等后处理步骤。当然，根据实际制作产品的不同，低碳钢合金元件的准备步骤和后处理步骤也会有所不同，并不仅限于上述步骤。本实施例中，低碳钢合金元件例如汽车防滑链的尺寸为直径为7毫米(mm)。请参照图1，首先，对低碳钢合金元件例如汽车防滑链进行渗碳步骤110。渗碳步骤110可将低碳钢合金元件放置于渗碳炉中进行，渗碳温度为870 890°C，渗碳时间为 75 85分钟(min)，渗碳层厚O. 25 O. 35mm。在本实施例中，渗碳工艺的渗碳温度较一般的渗碳工艺的渗碳温度低，一方面有利于阻止低碳合金钢的晶粒粗大，从而提高低碳钢合金元件的机械性能，另一方面有利于减缓氢原子向低碳合金钢工件的内部的扩散，降低低碳合金钢工件的氢脆倾向，从而提高低碳合金钢工件的机械强度。之后，对经过渗碳步骤110的低碳合金钢工件进行氮气保护预冷步骤120。预冷步骤120是在渗碳步骤110结束之后，将渗碳炉直接断电停止渗碳，并通入少量氮气作为保护气氛。经过预冷步骤120，可将低碳合金钢工件预冷至810 830°C。在预冷步骤120中， 通入氮气保护低碳合金钢工件，可以有效阻止氢进一步渗入低碳合金钢工件。然后，对经过预冷步骤120的低碳合金钢工件直接进行淬火步骤130。本实施例中，淬火介质例如为水，亦即，直接将预冷至810 830°C的低碳合金钢元件至于水中淬火。 由于经过预冷步骤120，低碳合金钢元件的温度降低至810 830°C，从而降低了淬火温度， 因此可有效减少低碳合金钢元件中残余奥氏体量，进而降低低碳合金钢元件的脆性。接着，对经过淬火步骤110的低碳合金钢工件直接进行回火步骤140。在本实施例中，回火步骤140是将经过淬火步骤110的低碳合金钢工件加热至340 360°C的回火温度，回火保温时间110 130min。本实施例的渗碳工艺的回火步骤140的回火温度较一般的渗碳工艺的回火温度高，较高的回火温度有利于进一步减少低碳合金钢工件的氢脆倾向，进而提高低碳合金钢工件例如汽车防滑链韧性。经过上述低合金钢渗碳工艺的处理，低合金钢工件例如汽车防滑链的表面硬度大于54洛氏硬度(HRC)，中心部硬度大于40HRC，特别的是，拉力试验测试低碳合金钢工件的拉力值可达到30000N以上。制得一提的是，本实施例的渗碳工艺不仅适用于制作汽车防滑链的20Mn2钢，而且也适用于其它低碳合金钢例如20CrMn、20CrNiMo或20CrMnMo。综上所述，本实施例的低碳合金钢渗碳工艺能有效的减少氢原子渗入低碳合金钢工件内部，降低低碳合金钢工件的氢脆倾向，从而提高低碳合金钢工件的机械强度和韧性。以上所述，仅是本专利技术的实施例而已，并非对本专利技术作任何形式上的限制，虽然本专利技术已以实施例揭露如上，然而并非用以限定本专利技术，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本专利技术技术方案范围内，当可利用上述揭示的
技术实现思路
作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本专利技术技术方案内容，依据本专利技术的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本专利技术技术方案的范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低碳合金钢渗碳工艺，其特征是，其包括：对低碳合金钢工件进行渗碳步骤，渗碳温度为870～890℃；在该渗碳步骤之后进行预冷步骤，该预冷步骤中通入保护气氛保护该低碳合金钢工件，并将该低碳合金钢工件预冷至810～830℃；对预冷至810～830℃的该低碳合金钢工件进行淬火步骤；以及在该淬火步骤之后进行回火步骤，回火温度为340～360℃。

【技术特征摘要】
1.一种低碳合金钢渗碳工艺，其特征是，其包括 对低碳合金钢工件进行渗碳步骤，渗碳温度为870 890°C ； 在该渗碳步骤之后进行预冷步骤，该预冷步骤中通入保护气氛保护该低碳合金钢工件，并将该低碳合金钢工件预冷至810 830°C ； 对预冷至810 830°C的该低碳合金钢工件进行淬火步骤；以及 在该淬火步骤之后进行回火步骤，回火温度为340 360°C。2.根据权利要求I所述的低碳合金钢渗碳工艺，其特征是，该低碳合金钢工件的材料包括 20Mn2、20CrMn、20CrNiMo 或 20...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭秋彦，陈倩，李莉，刘强，杨安志，赵福全，
申请(专利权)人：浙江吉利汽车研究院有限公司杭州分公司，浙江吉利汽车研究院有限公司，浙江吉利控股集团有限公司，
类型：发明
国别省市：