本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種氣體氮碳共滲及水蒸氣復(fù)合處理工藝，包括如下步驟：（1）將工件置入氮化爐中，開始通入氮?dú)?，同時(shí)開始加熱，升溫至590-610℃后，保溫1h；（2）開始通入二氧化碳和氨氣，同時(shí)開始加熱，升溫至640-660℃后，保溫3h，然后停止通入二氧化碳，繼續(xù)保溫1h，然后停止通入氨氣；（3）降溫至70-90℃后，保溫40min；（4）將步驟（3）處理后的工件置入氧化爐內(nèi)，開始通入氮?dú)?，同時(shí)開始加熱，升溫至290-310℃后，保溫10min；（5）開始通入水蒸氣，調(diào)節(jié)氮?dú)獾耐ㄈ肓?，同時(shí)開始加熱，升溫至530-550℃后，保溫100min；（6）調(diào)節(jié)氮?dú)獾耐ㄈ肓?，同時(shí)開始冷卻，降溫至490-510℃后，保溫10min出爐。本發(fā)明專利技術(shù)實(shí)現(xiàn)表面層無疏松，產(chǎn)品表面硬度、耐磨性、抗咬合性、接觸疲勞強(qiáng)度等均得到提高。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【專利摘要】本專利技術(shù)涉及一種氣體氮碳共滲及水蒸氣復(fù)合處理工藝，包括如下步驟：（1）將工件置入氮化爐中，開始通入氮?dú)?，同時(shí)開始加熱，升溫至590-610℃后，保溫1h；（2）開始通入二氧化碳和氨氣，同時(shí)開始加熱，升溫至640-660℃后，保溫3h，然后停止通入二氧化碳，繼續(xù)保溫1h，然后停止通入氨氣；（3）降溫至70-90℃后，保溫40min；（4）將步驟（3）處理后的工件置入氧化爐內(nèi)，開始通入氮?dú)?，同時(shí)開始加熱，升溫至290-310℃后，保溫10min；（5）開始通入水蒸氣，調(diào)節(jié)氮?dú)獾耐ㄈ肓?，同時(shí)開始加熱，升溫至530-550℃后，保溫100min；（6）調(diào)節(jié)氮?dú)獾耐ㄈ肓浚瑫r(shí)開始冷卻，降溫至490-510℃后，保溫10min出爐。本專利技術(shù)實(shí)現(xiàn)表面層無疏松，產(chǎn)品表面硬度、耐磨性、抗咬合性、接觸疲勞強(qiáng)度等均得到提高?！緦＠f明】氣體氮碳共滲及水蒸氣復(fù)合處理工藝
本專利技術(shù)涉及一種氣體氮碳共滲及水蒸氣復(fù)合處理工藝。
技術(shù)介紹
氣體氮碳共滲和水蒸氣復(fù)合處理的金相組織為:表面為亮白層、氮化層、心部原始組織。表面白亮層可分為:最表面層非致密的、有孔隙的疏松層和無孔隙的致密層，表面的疏松層是白亮層的重要缺陷，它會(huì)嚴(yán)重影響氮化表面硬度、耐磨性、抗咬合性以及接觸疲勞強(qiáng)度等?，F(xiàn)有針對表面疏松層的控制方法是在氣體氮碳共滲時(shí)溫度一定的情況下，合理控制氨分解率來達(dá)到一定比例二段疏松。比如美國標(biāo)準(zhǔn)ASTMA108中牌號(hào)為1215易切削鋼材料，目前控制到總白亮層厚度在15 μ m左右時(shí)，疏松層占總白亮層的25%-35%，但是氣體的使用量大，增大了企業(yè)的生產(chǎn)成本，而且當(dāng)1215易切削鋼材料中的含硫量發(fā)生變化時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致疏松層的含量增加，此時(shí)疏松層占總白亮層的比值會(huì)大于40%，風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)高，無法滿足客戶對產(chǎn)品表面硬度、耐磨性、抗咬合性以及接觸疲勞強(qiáng)度等的要求。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、成本低的氣體氮碳共滲及水蒸氣復(fù)合處理工藝。為達(dá)到上述目的，本專利技術(shù)采用的技術(shù)方案為:一種氣體氮碳共滲及水蒸氣復(fù)合處理工藝，包括如下步驟: (1)將工件置入氮化爐中，開始通入氮?dú)猓瑫r(shí)開始加熱，升溫至590-610°C后，保溫Ih ； (2)開始通入二氧化碳和氨氣，同時(shí)開始加熱，升溫至640-660°C后，保溫3h，然后停止通入二氧化碳，繼續(xù)保溫lh，然后停止通入氨氣； (3)降溫至70-90°C后，保溫40min； (4)將步驟(3)處理后的工件置入氧化爐內(nèi)，開始通入氮?dú)?，同時(shí)開始加熱，升溫至290-310°C后，保溫 IOmin ； (5)開始通入水蒸氣，調(diào)節(jié)氮?dú)獾耐ㄈ肓?，同時(shí)開始加熱，升溫至530-550°C后，保溫IOOmin ； (6)調(diào)節(jié)氮?dú)獾耐ㄈ肓?，同時(shí)開始冷卻，降溫至490-510°C后，保溫IOmin出爐。本專利技術(shù)一個(gè)較佳實(shí)施例中，氣體氮碳共滲及水蒸氣復(fù)合處理工藝進(jìn)一步包括所述步驟(1)中，氮?dú)獾耐ㄈ肓繛槊啃r(shí)0.5m3- 1.5m3。本專利技術(shù)一個(gè)較佳實(shí)施例中，氣體氮碳共滲及水蒸氣復(fù)合處理工藝進(jìn)一步包括所述步驟(2)中，二氧化碳的通入量為每分鐘3.5L-4.5L，氨氣的通入量為每小時(shí)6.5m3-7.5m3。本專利技術(shù)一個(gè)較佳實(shí)施例中，氣體氮碳共滲及水蒸氣復(fù)合處理工藝進(jìn)一步包括所述步驟(3)中，先快速降溫至240-260°C，降溫時(shí)間為lmin，然后再緩慢降溫至70_90°C，降溫時(shí)間為lh。本專利技術(shù)一個(gè)較佳實(shí)施例中，氣體氮碳共滲及水蒸氣復(fù)合處理工藝進(jìn)一步包括所述步驟(4)中，氮?dú)獾耐ㄈ肓繛槊啃r(shí)7.5m3-8.5m3。本專利技術(shù)一個(gè)較佳實(shí)施例中，氣體氮碳共滲及水蒸氣復(fù)合處理工藝進(jìn)一步包括所述步驟(5)中，水蒸氣的通入量為45-80MPag，氮?dú)獾耐ㄈ肓繛槊啃r(shí)0.5m3-1.5m3。本專利技術(shù)一個(gè)較佳實(shí)施例中，氣體氮碳共滲及水蒸氣復(fù)合處理工藝進(jìn)一步包括所述步驟(6)中，氮?dú)獾耐ㄈ肓繛槊啃r(shí)7.5m3-8.5m3。本專利技術(shù)解決了
技術(shù)介紹
中存在的缺陷，本專利技術(shù)通過采用二段階梯式的工藝方式，對NH3的最佳活性進(jìn)行分析，確定在590-700°C為最佳狀態(tài)，同時(shí)控制NH3、N2, CO2之間的通入量，對氣體氮碳共滲的溫度，超越常規(guī)的鐵素體氣體氮碳共滲的溫度，降低控制可能帶來的品質(zhì)異常風(fēng)險(xiǎn)，節(jié)約氣體的使用量，達(dá)到節(jié)約能源、降低成本，同時(shí)實(shí)現(xiàn)表面層無疏松的目的，使得產(chǎn)品的表面硬度、耐磨性、抗咬合性以及接觸疲勞強(qiáng)度等均得到提高的優(yōu)點(diǎn)，滿足客戶的要求，競爭力強(qiáng)?！緦＠綀D】【附圖說明】下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本專利技術(shù)進(jìn)一步說明。圖1是本專利技術(shù)的優(yōu)選實(shí)施例的氮化工藝原理圖； 圖2是本專利技術(shù)的優(yōu)選實(shí)施例的氧化工藝原理圖； 圖3是采用本專利技術(shù)的加工方法所加工出的工件的金相照片，放大倍數(shù)為2500倍，腐蝕條件為用質(zhì)量濃度為3-5 %硝酸乙醇溶液進(jìn)行侵蝕?！揪唧w實(shí)施方式】現(xiàn)在結(jié)合附圖和實(shí)施例對本專利技術(shù)作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本專利技術(shù)的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本專利技術(shù)有關(guān)的構(gòu)成。本專利技術(shù)的處理工藝原理圖如圖1、圖2所示，一種氣體氮碳共滲及水蒸氣復(fù)合處理工藝，包括如下步驟: (1)將工件置入氮化爐中，開始通入氮?dú)?，氮?dú)獾耐ㄈ肓繛槊啃r(shí)0.5m3- 1.5m3，同時(shí)開始加熱，升溫至590-610°C后，保溫Ih ； (2)開始通入二氧化碳和氨氣，二氧化碳的通入量為每分鐘3.5L-4.5L，氨氣的通入量為每小時(shí)6.5m3-7.5m3,同時(shí)開始加熱,升溫至640_660°C后,保溫3h,然后停止通入二氧化碳，繼續(xù)保溫lh，然后停止通入氨氣； (3)先快速降溫至240-260°C，降溫時(shí)間為lmin，然后再緩慢降溫至70_90°C，降溫時(shí)間為Ih,保溫40min ； (4)將步驟(3)處理后的工件置入氧化爐內(nèi)，開始通入氮?dú)?，氮?dú)獾耐ㄈ肓繛槊啃r(shí)7.5m3-8.5m3,同時(shí)開始加熱，升溫至290_310°C后，保溫IOmin ； (5)開始通入水蒸氣，水蒸氣的通入量為45-80MPag，調(diào)節(jié)氮?dú)獾耐ㄈ肓繛槊啃r(shí)7.5m3-8.5m3,同時(shí)開始加熱，升溫至530_550°C后，保溫IOOmin ； (6)調(diào)節(jié)氮?dú)獾耐ㄈ肓繛槊啃r(shí)7.5m3-8.5m3，同時(shí)開始冷卻，降溫至490_510°C后，保溫IOmin出爐。本實(shí)施例中，所述步驟(1)中，氮?dú)獾耐ㄈ肓繛槊啃r(shí)lm3，升溫時(shí)間為1.5h。本實(shí)施例中，所述步驟(2 )中，二氧化碳的通入量為每分鐘4L，氨氣的通入量為每小時(shí)7m3，升溫時(shí)間為30min。本實(shí)施例中，所述步驟(3)中，先快速降溫至250°C，降溫時(shí)間為lmin，然后再緩慢降溫至80°C，降溫時(shí)間為Ih。本實(shí)施例中,所述步驟(4)中,氮?dú)獾耐ㄈ肓繛槊啃r(shí)8m3，升溫時(shí)間為45min。本實(shí)施例中，所述步驟(5)中，水蒸氣的通入量為60MPag，氮?dú)獾耐ㄈ肓繛槊啃r(shí)1m3,升溫時(shí)間為2h。本實(shí)施例中,所述步驟(6)中,氮?dú)獾耐ㄈ肓繛槊啃r(shí)8m3，降溫時(shí)間為30min。從圖3中可以得知，通過本專利技術(shù)的處理工藝使工件得到非常均勻的氧化層和致密的白亮層，LI:20.9um, L2:20.7um，表示為非常均勻的氧化層的厚度與致密的白亮層的厚度的總和；L3:16.9um，L4:16.9um，表示為均勻的致密本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種氣體氮碳共滲及水蒸氣復(fù)合處理工藝，其特征在于，包括如下步驟：（1）將工件置入氮化爐中，開始通入氮?dú)猓瑫r(shí)開始加熱，升溫至590?610℃后，保溫1h；（2）開始通入二氧化碳和氨氣，同時(shí)開始加熱，升溫至640?660℃后，保溫3h，然后停止通入二氧化碳，繼續(xù)保溫1h，然后停止通入氨氣；（3）降溫至70?90℃后，保溫40min；（4）將步驟（3）處理后的工件置入氧化爐內(nèi)，開始通入氮?dú)?，同時(shí)開始加熱，升溫至290?310℃后，保溫10min；（5）開始通入水蒸氣，調(diào)節(jié)氮?dú)獾耐ㄈ肓浚瑫r(shí)開始加熱，升溫至530?550℃后，保溫100min；（6）調(diào)節(jié)氮?dú)獾耐ㄈ肓?，同時(shí)開始冷卻，降溫至490?510℃后，保溫10min出爐。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：楊洪波，
申請(專利權(quán))人：鑫光熱處理工業(yè)昆山有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：江蘇;32
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