制造滲碳或碳氮共滲鋼工件的工藝制造技術

制造鋼制機械零部件的方法，在該法中，制造鋼的零部件毛坯，然后對該零部件毛坯的至少部分表面進行高溫滲碳或碳氮共滲，構成該零件的鋼的化學成分如說明書中所示。將該化學成分調整得使該鋼的Ｊｏｍｉｎｙ曲線為：４５ＨＲＣ≤Ｊ↓［３］≤５０ＨＲＣ，３９ＨＲＣ≤Ｊ↓［１１］≤４７ＨＲＣ，３１ＨＲＣ≤Ｊ↓［２５］≤４０ＨＲＣ，使５次Ｊｏｍｉｎｙ試驗的平均值Ｊ↓［３ｍ］、Ｊ↓［７ｍ］、Ｊ↓［１１ｍ］和Ｊ↓［２５ｍ］如此：｜Ｊ↓［１１ｍ］－Ｊ↓［３ｍ］×１４／２２－Ｊ↓［２５ｍ］×８／２２｜≤２．５ＨＲＣ及Ｊ↓［３ｍ］－Ｊ↓［１５ｍ］≤９ＨＲＣ。用于制造該零部件的滲碳或碳氮共滲鋼。（*該技術在2018年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及制造鋼工件，其至少部分表面經滲碳或碳氮共滲，再經油淬或氣體淬火而硬化。很多鋼制機械零件，如齒輪，是經滲碳或碳氮共滲而表面硬化的。為此，將這類零部件在富碳或富碳和氮的氣氛中，在大于900℃的溫度下保持數小時，從而經由于這些元素自表面向內擴散，使鋼的表面下的一定深度內富集碳或碳和氮，然后將此零部件于冷、溫或熱油中，或于氣體中淬火，從而使表面硬化。這種滲碳或碳氮共滲作業也可在大于1000℃的溫度下進行，這種作業被稱為高溫滲碳或碳氮共滲作業。為制造這類零部件，采用含碳0.15％-0.35％，用鉻，或鉻和鉬，或鉻和錳合金化的鋼。但，這種可使另部件表面及靠近表面處得到高硬度，可使其芯部得到良好的機械性能的技術具有產生變形的缺點，這種變形導致該零部件報廢，或需要經受昂貴的機加工作業。本專利技術的目的在于通過提供一種制造鋼工件的方法來彌補這一缺點，所述的鋼工件的至少部分表面是經滲碳或碳氮共滲，尤其是高溫滲碳或碳氮共滲而硬化的。為此，本專利技術的主題是制造鋼制零部件的工藝，按此工藝，制造鋼制件的毛坯，然后進行至少該件毛坯的部分表面的滲碳或碳氮共滲，尤其是高溫滲碳或碳氮共滲處理。按此工藝，構成該工件的鋼的化學成份包括(％重量)0.15％≤C≤0.35％0％≤Si≤0.6％0％≤Mn+Cr+Ni+Mo≤5％0％≤Al≤0.1％0％≤Cu≤0.5％0％≤S≤0.15％P≤0.03％任選地含最多0.02％的Te、最多0.04％的Se、最多0.07％的Pb、最多0.005％的Ca，余量的Fe及來自冶煉時的雜質。此外，調整該鋼的成份，以使其Jominy曲線如下45HRC≤J3≤50HRC39HRC≤J11≤47HRC31HRC≤J25≤40HRC及使5次Jominy試驗的J3m、J11m、J15m及J25m的平均值如下|J11m-J3m×14/22-J25m×8/22|≤2.5HRC及J3m-J15m≤9HRC，而最好是≤8HRC。Jominy曲線最好這樣至少滿足下列條件之一10×(J7m-J11m)/(4×(J15m-J25m))×2.15及10×(J7m-J15m)/(8×(J15m-J25m))≤2。該鋼的化學成份最好如下0.2％≤C≤0.26％0.05％≤Si≤0.5％1％≤Mn≤1.6％0.4％≤Cr≤1.5％0.08％≤Mo≤0.27％0％≤Ni≤0.6％0.003％≤Al≤0.06％0％≤Cu≤0.3％0％≤S≤0.1％P≤0.03％該化學成份更好是0.21％≤C≤0.25％0.1％≤Si≤0.45％1.1％≤Mn≤1.5％0.9％≤Cr≤1.4％0.09％≤Mo≤0.26％0％≤Ni≤0.6％0.005％≤Al≤0.05％0％≤Cu≤0.3％0％≤Ti≤0.05％P≤0.03％較好是，該鋼含0.004％-0.02％的N及可含0-0.05％的Ti。本專利技術還涉及一種滲碳鋼，其化學成份正是上述成份；該滲碳鋼的Jominy曲線如下45HRC≤J3≤50HRC39HRC≤J11≤47HRC31HRC≤J25≤40HRC5次Jominy試驗的平均值J3m、J11m、J15m及J25m為|J11m-J3m×14/22-J25m×8/22|≤2.5HRC及J3m-J15m≤9HRC，而較好是≤8HRC。5次Jominy試驗的平均值J7m、J11m、J15m和J25m最好要滿足下列條件中的至少一個10×(J7m-J11m)/(4×(J15m-J25m))≤2.15及10×(J7m-J15m)/(8×(J15m-J25m))≤2。現將詳述本專利技術，但是以非限制性的形式說明，而以實施說明。本專利技術人最近意想不到地發現；由于滲碳處理或碳氮共滲處理結束時進行的淬火而產生的變形，只要制造零部件所用的鋼，其Jominy曲線不象通常為此目的所用鋼的Jominy曲線一樣，實際上沒有轉折點，就能大為減少，甚至消除。特別是，他們已發現采用含下述成份的鋼是合乎要求的-含0.15％-0.35％的C，以便使該鋼易于機加工，以及為在部件的未滲碳或未碳氮共滲的部位得到足夠的韌性；-為保證鋼充分脫氧，含最多0.6％的Si。-含Mn、Cr、Mo及Ni之類的合金元素，其量，如，使它們之和保持小于5％，以便提供足夠的淬透性，以便調整Jominy曲線的形狀及調整該零部件芯部和滲碳，或碳氮共滲區的機械性能。-為完全脫氧及控制晶粒度，含最多0.1％的Al。-含小于0.5％的Cu，它為被認為是一種傾向于降低未滲碳或未碳氮共滲區的延展性和韌性的雜質。-為形成硬的氮化物，任選地含0％-0.05％的Ti；-為形成氮化物，較好是必須含總是存在的，而且與Al或Ti反應的，0.004％-0.02％的N。-為改善機加工性能，含最多為0.15％的S。-含小于0.03％的，作為對延展性和韌性具有有害作用雜質的P。該鋼還含最多為0.02％的Te、最多為0.04％的Se，最多為0.07％的Pb及最多為0.005％的Ca，以便改善其機加工性能。該成分中的其余部分為Fe及來源于冶煉的雜質。調整該化學成份，以便使該鋼的Jominy曲線為45HRC≤J3≤50HRC39HRC≤J11≤47HRC31HRC≤J25≤40HRC而且使5次Jominy試驗的J3m、J7m、J11m、J15m及J25m的平均值為|J11m-J3m×14/22-J25m×8/22|≤2.5HRC及J3m-J15m≤9HRC，而較好是≤8HRC。Jominy曲是表征淬透性的曲線。它是通過沿一端經噴水淬火的園柱形試樣的母線測量硬度而獲得的。在離噴水端xmm處測得的硬度被稱為Jx。這種試驗是本領域中普通技術人員熟知的。但在這種曲線中自然有相當大的分散。這就是為何Jominy曲線的形狀是一方面以各點J3、J11及J25的值的范圍，另一方面以關系|J11m-J3m×14/22-J25m×8/22|≤2.5HRC為特征的原因，這些數值均涉及對同一種鋼進行的5次不同試驗的平均值。尤其是，順次進行5次同樣試驗；而每次試驗，至少測了J3、J7、J11、J15及J25的值，這樣就得到了5個J3、J7、J11、J15及J25的值，然后算出每個點Jx的5個值的平均Jxm。在這種關系式中，豎杠本身已知是絕對值的符號。與關系式J3m-J15m≤9HRC或≤8HRC結合，該關系式本身表達了這樣的事實Jominy曲線未出現轉折點。Tominy曲線的合乎要求的形狀可通過使其滿足下列關系10×(J7m-J11m)/(4×(J15m-J25m))≤2.15及10×(J7m-J15m)/(8×(J15m-J25m))≤2。中的至少一個而被修整。這類Jominy曲線，尤其是可用剛才定義過的符合本專利技術的鋼而獲得，但該鋼的化學成份尤其要含有(％重量)-為使該鋼制件在滲碳或碳氮共滲前不具有過高的硬度，及為了達到良好的可滲碳或可共滲碳氮的能力，含0.2％-0.26％，較好是0.21％-0.25％的碳；-為獲得良好的內部致密性，為固定S，及與Cr和Mo結合調整淬透性，從而得到令人滿意的Jominy曲線，含1％-1.6％，更好是1.1％-1.5％的Mn；-含0.05％-0.5％，而更好是0.1％-0.45％的Si；-為使滲碳或碳氮共滲層硬化，及與Mn和Mo結合來調本文檔來自技高網...

【技術保護點】
制造鋼制機械零部件的方法，在該法中，制造該鋼制零部件的毛壞，然后，任選地在高溫下，對該零部件毛坯的至少部分表面進行滲碳或碳氮共滲處理，其特征在于構成該零部件的鋼含有（％重量）： ０．１５％≤Ｃ≤０．３５％ ０％≤Ｓｉ≤０．６％ ０％≤Ｍｎ＋Ｃｒ＋Ｎｉ＋Ｍｏ≤５％ ０％≤Ａｌ≤０．１％ ０％≤Ｃｕ≤０．５％ ０％≤Ｓ≤０．１５％ Ｐ≤０．０３％ 任選地含，最多０．０２％的Ｔｅ、最多０．０４％的Ｓｅ、最多０．０７％的Ｐｂ、最多０．００５％的Ｃａ，余量的Ｆｅ及來自冶煉的雜質，調整該化學成份，從而使該鋼的Ｊｏｍｉｎｙ曲線為： ４５ＨＲＣ≤Ｊ↓［３］≤５０ＨＲＣ ３９ＨＲＣ≤Ｊ↓［１１］≤４７ＨＲＣ ３１ＨＲＣ≤Ｊ↓［２５］≤４０ＨＲＣ 而且使５次Ｊｏｍｉｎｙ試驗的Ｊ↓［３ｍ］、Ｊ↓［１１ｍ］、Ｊ↓［１５ｍ］和Ｊ↓［２５ｍ］平均值為： ｜Ｊ↓［１１ｍ］－Ｊ↓［３ｍ］×１４／２２－Ｊ↓［２５ｍ］×８／２２｜≤２．５ＨＲＣ及 Ｊ↓［３ｍ］－Ｊ↓［１５ｍ］≤９ＨＲＣ。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：C比查德，
申請(專利權)人：阿斯克邁塔爾公司，
類型：發明
國別省市：FR[法國]