缝纫机压脚件的渗氮加工工艺的制作方法

文档序号:11193371阅读:678来源:国知局
缝纫机压脚件的渗氮加工工艺的制造方法与工艺

本发明涉及金属表面热处理技术领域,具体提供一种缝纫机压脚件的渗氮加工工艺。



背景技术:

渗氮,是指向钢的表面层渗入氮原子的过程。其目的是提高表面层的硬度与耐磨性、以及提高疲劳强度、抗腐蚀性等。

目前,在对材质为56crnimov7的缝纫机压脚件表面进行气体渗氮热处理时,由于工件铸造成型,未经过渗氮前调质处理,且工件硬度较低,若采用常规短时的渗氮加工工艺,易造成压脚件表面硬度低,深层深度较浅,不能达到高精度技术要求。

有鉴于此,特提出本发明。



技术实现要素:

为了克服上述缺陷,本发明提供了一种缝纫机压脚件的渗氮加工工艺,其设计合理、易操作,加快了渗氮速度,且提高了工件表面的耐疲劳强度和耐磨性性能。

本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是:一种缝纫机压脚件的渗氮加工工艺,包括以下加工步骤:

(1)预处理工序;将缝纫机压脚件置于超声波清洗机中进行清洗,以去除缝纫机压脚件表面上的油污;然后再按照装架要求,将清洗后的缝纫机压脚件装架、并吊入渗氮炉内;

(2)排气工序;检查渗氮炉的炉盖盖好无误后,对渗氮炉进行升温,在升温过程中通入氮气,以排尽渗氮炉内的空气,且同时控制炉压为0.01~0.02pa;

(3)预氧化工序;当渗氮炉内的炉温升到250~300℃后,保温1h;然后再关闭氮气阀门,打开炉盖,使得缝纫机压脚件曝漏于大气中,此时,借助大气中的氧气及炉温对缝纫机压脚件进行10~20min的预氧化处理;

预氧化处理结束后盖上炉盖,打开氮气阀门,同时继续对渗氮炉进行升温至400~450℃,保温1h;

(4)渗氮工序;渗氮炉内的炉温继续升温至500~520℃,关闭氮气阀门、且打开氨气阀门,进行离子渗氮的强渗工序,此过程中设定氨气的分解率为30~40%,渗氮时间为2~3h;强渗结束后,保温30h进行扩散;

(5)冷却工序;扩散结束后,开启鼓风机来对渗氮炉进行降温,待渗氮炉内的炉温缓冷至150℃时,关闭氨气阀门、且同时打开氮气阀门;当渗氮炉内的炉温缓冷至100℃时,关闭氮气阀门,打开炉盖,渗氮处理后的缝纫机压脚件出炉。

作为本发明的进一步改进,所述渗氮炉采用井式渗氮炉。

作为本发明的进一步改进,在上述步骤(2)、步骤(3)和步骤(5)中,所通入氮气的流量皆可设定为1m3/h。

作为本发明的进一步改进,在上述步骤(4)中,所通入氨气的流量设定为1.5m3/h。

作为本发明的进一步改进,所述缝纫机压脚件经渗氮处理后的渗氮层深度为0.2mm,表面硬度值为670~690hv。

本发明的有益效果是:相较于常规的渗氮加工工艺,本发明所述的渗氮加工工艺具有以下优点:①本发明加工工艺设计合理,该加工工艺在渗氮工序之前进行了一预氧化工序,且合理控制氧化过程的温度及时间,从而在工件表面生成一层氧化膜,该氧化膜具有很高的表面自由能,对氮化物有很强的吸附性,显著提高了工件表面的氮含量,增大了工件表面的氮浓度梯度,形成了高的浓度差,进而提高了氮原子向缝纫机压脚件基体的扩散速度(即提高了渗氮速度),提高了压脚件表面的耐疲劳强度和耐磨性等性能,延长了压脚件的使用寿命;此外,该预氧化工序阶段的设置不仅节省了现有的渗氮前调质处理工序,且在氧化处理时不用附加任何辅助设备,氧化介质为空气,进而大大降低了生产成本。②本发明在预处理工序阶段,采用超声波清洗机对缝纫机压脚件进行清洗,来去除缝纫机压脚件表面上的油污;超声波清洗技术是一种复杂的物理、化学作用过程,能够使得缝纫机压脚件表面在渗氮处理时更容易吸附活性氮原子。③本发明采用井式渗氮炉,所述井式渗氮炉还配置有一plc控制器来精确控制渗氮加工工艺的温度、时间、气体流量等,进而有效确保了加工精度,提升了工件的加工质量。

附图说明

图1为本发明所述缝纫机压脚件的渗氮加工工艺的工艺流程图;

图2为本发明实施例1所得渗氮处理后的缝纫机压脚件的100×金相图片;

图3为本发明实施例1所得渗氮处理后的缝纫机压脚件的500×金相图片。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明做进一步详细说明,但本发明不限于这些实施例。

本发明公开了一种缝纫机压脚件的渗氮加工工艺,该加工工艺设计合理、易操作,加快了渗氮速度,且提高了工件表面的耐疲劳强度和耐磨性性能。具体说明如下:

实施例1:

一种缝纫机压脚件的渗氮加工工艺,包括以下加工步骤:

(1)预处理工序;将材质为56crnimov7的缝纫机压脚件置于超声波清洗机中进行清洗,以去除缝纫机压脚件表面上的油污;然后再按照装架要求,将清洗后的缝纫机压脚件装架、并吊入型号为rn-75-6的井式渗氮炉内;

(2)排气工序;检查渗氮炉的炉盖盖好无误后,对渗氮炉进行升温,在升温过程中通入纯度为99.99%以上的氮气,以排尽渗氮炉内的空气,氮气的流量设定为1m3/h,且同时控制炉压为0.01pa;

(3)预氧化工序;当渗氮炉内的炉温升到300℃后,保温1h,以确保缝纫机压脚件的温度也达到300℃;然后再关闭氮气阀门,打开炉盖,使得缝纫机压脚件曝漏于大气中,此时,借助大气中的氧气及炉温对缝纫机压脚件进行20min的预氧化处理;预氧化处理结束后盖上炉盖,打开氮气阀门(氮气的流量设定为1m3/h),同时继续对渗氮炉进行升温至450℃,保温1h;

(4)渗氮工序;渗氮炉内的炉温继续升温至520℃,关闭氮气阀门、且打开氨气阀门(氨气纯度为99.99%以上),进行离子渗氮的强渗工序,此过程中设定氨气的流量为1.5m3/h,氨气的分解率为35%,渗氮时间为2h;强渗结束后,保温30h进行扩散;

(5)冷却工序;扩散结束后,开启鼓风机来对渗氮炉进行降温,待渗氮炉内的炉温缓冷至150℃时,关闭氨气阀门、且同时打开氮气阀门(氮气的流量设定为1m3/h);当渗氮炉内的炉温缓冷至100℃时,关闭氮气阀门,打开炉盖,渗氮处理后的缝纫机压脚件出炉。

对实施例1所得渗氮处理后的缝纫机压脚件进行金相分析,得出渗氮层深度为0.2mm,满足56crnimov7钢渗氮层深度为“0.1~0.2mm”的技术要求。

实施例2:

一种缝纫机压脚件的渗氮加工工艺,包括以下加工步骤:

(1)预处理工序;将材质为56crnimov7的缝纫机压脚件置于超声波清洗机中进行清洗,以去除缝纫机压脚件表面上的油污;然后再按照装架要求,将清洗后的缝纫机压脚件装架、并吊入型号为rn-75-6的井式渗氮炉内;

(2)排气工序;检查渗氮炉的炉盖盖好无误后,对渗氮炉进行升温,在升温过程中通入纯度为99.99%以上的氮气,以排尽渗氮炉内的空气,氮气的流量设定为1m3/h,且同时控制炉压为0.02pa;

(3)预氧化工序;当渗氮炉内的炉温升到300℃后,保温1h,以确保缝纫机压脚件的温度也达到300℃;然后再关闭氮气阀门,打开炉盖,使得缝纫机压脚件曝漏于大气中,此时,借助大气中的氧气及炉温对缝纫机压脚件进行15min的预氧化处理;预氧化处理结束后盖上炉盖,打开氮气阀门(氮气的流量设定为1m3/h),同时继续对渗氮炉进行升温至430℃,保温1h;

(4)渗氮工序;渗氮炉内的炉温继续升温至510℃,关闭氮气阀门、且打开氨气阀门(氨气纯度为99.99%以上),进行离子渗氮的强渗工序,此过程中设定氨气的流量为1.5m3/h,氨气的分解率为33%,渗氮时间为2.5h;强渗结束后,保温30h进行扩散;

(5)冷却工序;扩散结束后,开启鼓风机来对渗氮炉进行降温,待渗氮炉内的炉温缓冷至150℃时,关闭氨气阀门、且同时打开氮气阀门(氮气的流量设定为1m3/h);当渗氮炉内的炉温缓冷至100℃时,关闭氮气阀门,打开炉盖,渗氮处理后的缝纫机压脚件出炉。

对实施例2所得渗氮处理后的缝纫机压脚件进行金相分析,得出渗氮层深度为0.19mm,满足56crnimov7钢渗氮层深度为“0.1~0.2mm”的技术要求。

实施例3:

一种缝纫机压脚件的渗氮加工工艺,包括以下加工步骤:

(1)预处理工序;将材质为56crnimov7的缝纫机压脚件置于超声波清洗机中进行清洗,以去除缝纫机压脚件表面上的油污;然后再按照装架要求,将清洗后的缝纫机压脚件装架、并吊入型号为rn-75-6的井式渗氮炉内;

(2)排气工序;检查渗氮炉的炉盖盖好无误后,对渗氮炉进行升温,在升温过程中通入纯度为99.99%以上的氮气,以排尽渗氮炉内的空气,氮气的流量设定为1m3/h,且同时控制炉压为0.01pa;

(3)预氧化工序;当渗氮炉内的炉温升到280℃后,保温1h,以确保缝纫机压脚件的温度也达到280℃;然后再关闭氮气阀门,打开炉盖,使得缝纫机压脚件曝漏于大气中,此时,借助大气中的氧气及炉温对缝纫机压脚件进行20min的预氧化处理;预氧化处理结束后盖上炉盖,打开氮气阀门(氮气的流量设定为1m3/h),同时继续对渗氮炉进行升温至440℃,保温1h;

(4)渗氮工序;渗氮炉内的炉温继续升温至520℃,关闭氮气阀门、且打开氨气阀门(氨气纯度为99.99%以上),进行离子渗氮的强渗工序,此过程中设定氨气的流量为1.5m3/h,氨气的分解率为37%,渗氮时间为3h;强渗结束后,保温30h进行扩散;

(5)冷却工序;扩散结束后,开启鼓风机来对渗氮炉进行降温,待渗氮炉内的炉温缓冷至150℃时,关闭氨气阀门、且同时打开氮气阀门(氮气的流量设定为1m3/h);当渗氮炉内的炉温缓冷至100℃时,关闭氮气阀门,打开炉盖,渗氮处理后的缝纫机压脚件出炉。

对实施例3所得渗氮处理后的缝纫机压脚件进行金相分析,得出渗氮层深度为0.2mm,满足56crnimov7钢渗氮层深度为“0.1~0.2mm”的技术要求。

另外,按照行业标准,分别对上述实施例1~3所得渗氮处理后的缝纫机压脚件进行表面硬度检测。其中,表面硬度检测的技术参数为:仪器号:hv-1000;试验力:5000kgf;力保持时间10s。测试结果如表1所示:

表1:本发明实施例1~3所得渗氮处理后的缝纫机压脚件的表面硬度值

从表1中可见,本发明实施例1~3所得渗氮处理后的缝纫机压脚件的表面硬度值,皆满足56crnimov7钢表面硬度为“670~770hv”的技术要求。

综上所述,本发明通过对渗氮加工工艺进行技术创新,即在渗氮工序之前添加了一预氧化工序,且合理控制氧化过程的温度及时间,不仅提高了渗氮速度,提高了工件表面的耐疲劳强度和耐磨性等性能;还大大降低了生产成本,利于生产实施。

上述所举的实施例仅用以说明本发明的组成及功效,并非因此来拘限本发明的专利范围,故举凡所有等效结构的改变及不脱离本发明的类似修改,均隶属于本发明的专利范畴。

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