专利名称：一种钢铁工件的浅层渗碳工艺的制作方法
1一种钢铁工件的浅层渗碳工艺所属技术领域-本发明涉及钢铁工件的渗碳工艺技术领域，具体涉及一禾中钢铁工件的浅层 渗碳工艺。
背景技术：
现有气体渗碳工艺一般是800-95(TC温度下钢铁工件在具有渗碳能力的气 氛中保持一定时间，使其表面获得适宜的渗碳层。渗碳的气氛是由两类物质在 炉中反应形成。 一类物质是渗碳剂， 一类中稀释剂。渗碳剂在炉内反应时可以 生成大量的活性碳原子，起加速渗碳的作用，稀释剂则形成基础气氛，提供一 个渗碳的环境，甲醇作为一种最常用的稀释剂，广泛运用于其中。使用以上稀释剂加渗碳剂的工艺对于大多数需要进行深层渗碳工件来说是 适用的，也是很成功的。但将该工艺方法直接运用到一些需要浅层渗碳的工件上有如下的弊端1. 成本高需要多种渗碳剂，物料管理及使用成本大；渗剂品种多，需要 较复杂的设备，投入大；对于一部分并不要求较高硬度的零件，渗碳淬 火后一般硬度很高，需要用较高的回火温度进行回火调整硬度，设备使 用成本增加。
2. 渗碳层质量不稳定渗碳过程不易控制，渗碳层质量易波动；气氛浓度 偏高，导致渗层浓度梯度不佳。
3. 对被处理工件的性能有影响对于一些合金渗碳钢渗碳层中会形成不良 的组织，影响最终使用性能；对于一部分并不要求较高硬度的零件，渗 碳淬火后一般硬度很高，需要用较高的回火温度进行回火调整硬度，普 通空气回火炉会损伤工件精度。
发明内容
本发明要提供一种钢铁工件的浅层渗碳工艺，以克服现有技术存在的成本 高、渗碳层质量不稳定和对被处理工件的性能有影响的问题。为克服现有技术存在的问题，本发明的技术方案是 一种钢铁工件的浅层渗碳工艺，在790 820"C温度下将钢铁工件在具有渗碳能力的气氛中保持一定 时间，使其表面获得0. 10 0. 25mm的渗碳层，渗碳的气氛是单一的组分一一甲 醇。上述钢铁工件包括各种渗碳钢。上述钢铁工件内含有较多合金元素。含有较多合金元素的钢铁工件的渗碳 速度更快。本发明的意义在于打破了传统的甲醇不能渗碳的认识，同时为浅层渗碳开 辟了一条简单而实用的途径。与现有技术相比，本发明的优点是1、 成本低本工艺简单易行，就是在传统的稀释剂+渗碳剂工艺方法的基 础上去掉其它渗碳剂，只用稀释剂--甲醇这一种物质来进行浅层渗碳。设备及 控制手段都完全不需要改变，甚至可以用更简单的设备来实现浅层渗碳。2、 渗碳层质量稳定经过实验表明，对于15CrMo、 20CrMo、 20Cr等材 料，仅用工业甲醇而不添加其它任何渗碳剂，其渗碳的表现是比较满意的。3、 适用范围广本发明应当对于一切渗碳钢都是适用的，只是不同的材 料其渗碳的速度是有差异的，08钢，IOF钢等速度较低，15钢，20钢等次之， 20Cr较好，15CrMo、 20CrMo等较好，含有较多合金元素的钢材其渗碳速度更 快。
附图为传动齿轮经渗碳淬火回火后的硬度分布曲线图。
具体实施例方式机械零件中的大多数其渗碳层基本上要求是在0.4mm以上，属于深层渗 碳，所以早期的渗碳实践多是0.4mm以上，而浅层渗碳(0.4mm以下特别是0.2mm以下)的实践相对较少，因此人们对于渗碳的经验大多也是建立在深层渗 碳的实践基础上的，把深层渗碳的成功经验也就自然地推及到一切渗碳活动中， 即使在某些要求浅层渗碳的零件也用深层渗碳同样的方法来进行。在深层渗碳的情况下，需要气氛具有较强的渗碳能力。所以长期以来渗碳 过程中不论渗层深浅均在向炉内通入甲醇(稀释剂)的同时还需要通入丙垸， 丙酮等(渗碳剂)。从而也就形成了一种甲醇并不能渗碳的认识。然而这种认识是不全面的，毕竟浅层渗碳有一些不同于深层渗碳的特点， 特别是某些易于渗碳的材质，或一些表面硬度要求不高的工件，或者有一些特 定使用功能的零件，简单地套用深层渗碳的方法来处理并不是最好的选择。目 前这种不全面的认识是由于针对浅层渗碳的专门研究太少，另一个原因是对于 渗碳层性能的检测比较简单粗略，以及渗碳层性能与工件使用性能之间关系的 认识都还很不充分。因此本发明具有突破性地提出了将作为稀释剂用的甲醇作 为渗碳剂在浅层渗碳的情况下使用，并且经实验证实取得了较理想的效果。下面将结合实施例对本发明做详细的说明。在实施例中，甲醇的品质与以前作为稀释剂时的品质相同。实施例1:以20 CrMo材料制成的钢铁工件 零件名称传动齿轮 材质20 CrMo技术要求渗层深度0.15-0.25mm 硬度530-610HV5渗碳温度790 °C渗碳时间100分钟 每次装入量100KG 甲醇流量2.0升/时渗碳后直接淬火 渗层深度0. 18mm淬火后硬度800-870HV5经380°C90分钟回火后硬度为570士30HV5传动齿轮经渗碳淬火回火后的硬度分布曲线，参见附图。 实施例2:以15CrMo材料制成的钢铁工件零件名称曲柄 材质15CrMo技术要求渗层深度0.1-0.2111111硬度450-600HV5 渗碳温度820°C 渗碳时间45分钟 每次装入量110KG 甲醇流量2.0升/时 渗碳后直接淬火 渗层深度0. 12-0. 15mm 淬火后硬度700-800HV5经320°C60分钟回火后硬度达到450-600HV5范围。 实施例3:以15材料制成的钢铁工件 零件名称接头 材质15技术要求渗层深度0.1-0.2111111 硬度350-450HV5渗碳温度800 °C 渗碳时间100分钟 每次装入量80KG 甲醇流量2.0升/时 渗碳后直接淬火渗层深度0. 12-0. 16mm 淬火后硬度600-700HV5经400°C60分钟回火后硬度达到350-450HV5范围。
权利要求
1. 一种钢铁工件的浅层渗碳工艺，在790～820℃温度下将钢铁工件在具有渗碳能力的气氛中保持一定时间，使其表面获得0.10～0.25mm的渗碳层，渗碳的气氛是单一的组分——甲醇。
2、 如权利要求1所述的一种钢铁工件的浅层渗碳工艺，其特征在于所 述钢铁工件包括各种渗碳钢。
3、 如权利要求2所述的一种钢铁工件的浅层渗碳工艺，其特征在于所 述钢铁工件内含有较多合金元素。
全文摘要
本发明涉及钢铁工件的渗碳工艺技术领域，具体涉及一种钢铁工件的浅层渗碳工艺。本发明要克服现有技术存在的成本高、渗碳层质量不稳定和对被处理工件的性能有影响的问题。本发明的技术方案是一种钢铁工件的浅层渗碳工艺，在790～820℃温度下将钢铁工件在具有渗碳能力的气氛中保持一定时间，使其表面获得0.10～0.25mm的渗碳层，渗碳的气氛是单一的组分——甲醇。本发明的优点是1.成本低，2.渗碳层质量稳定，3.适用范围广。
文档编号C23C8/22GK101250684SQ20071001893
公开日2008年8月27日 申请日期2007年10月25日 优先权日2007年10月25日
发明者刘永红 申请人:西安标准工业股份有限公司