专利名称:高速钢表面硫氧碳氮硼共渗工艺的制作方法
高速钢表面硫氧碳氮硼共渗工艺属金属表面化学热处理技术领域：
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经检索，属于该领域内已登记发明专利的可例举有1. WIPO C23C-11M，O4482Y/O3 J.51137682 2305752. WIPO 10.11.7505957C GB 1559-690(12)3. WIPO 12.07.78 17370C＊J55011-181(18)此外，据文献资料记载将此类技术用于高速钢刀具的尚有1. 波兰精密机械所的“氧氮处理法”(参阅Z Rogolski《Application of Oxynitriding to a New Grack、of High Speed Steel Designed for Thermochemical Treatment》Poland 1976)。
2. 日本不二越公司的“DN”(DRINITE)法(参阅《工具技术》1981.No.2.P19“高速钢刀具的表面处理-特点及效果)。
表1所示为目前国内外常用的各种表面化学热处理方法的特征及其优缺点(参阅《工具技术》1981.No.2.P19)。
(表1请见下页)由表1可知，现有的各种处理方法的不足之处是在硬度、润滑及韧性等三项性能指标方面往往难以取得良好的匹配。有的虽能兼顾但其工艺流程繁复，设备昂贵故亦不甚理想。
针对上述缺点，本发明在通用井式炉内于低温(540～560℃)下通过一次处理即可将硫氧碳氮硼同时渗入高速钢刀具表层的方法。本法操作简便、成本低廉、三项性能指标匹配合理因而效果显著。
本发明的工艺流程如下1. 清洗表1 各种表面化学热处理法及其效果简介
将待处理的高速钢刀具除锈后，在溶有洗衣粉的温水内清洗、流动清水漂洗、清洁沸水蒸洗和蒸馏水清洗。
2. 装炉将清洗后的高速钢刀具立即装于专用挂具内，垂直密置，间隔不小于5mm并吊装入炉内。
3. 共渗被处理刀具吊装入炉后，将炉盖密封，按附图1所示工艺曲线操作。其过程可分为2个阶段〔1〕第1阶段为排气阶段。目的是使炉内形成共渗气氛。炉温560°±10℃，炉压为Omm水柱高，排气时间20～30分钟。所用渗剂成分及配比为硼酸(H2BO4)8～10克硫脲〔(NH2)2CS〕8～15克甲酰胺(HCONH2)500毫升无水乙醇(C2H5OH)500毫升。
〔2〕、第2阶段为共渗阶段。目的是对高速钢刀具表面进行共渗处理。炉温560°±10℃，炉压为20～30mm水柱高，共渗保温时间50～60分钟。所用渗剂成分及配比同上。
渗剂滴量规定第1阶段为140～150滴/分;第2阶段为110～130滴/分。
4. 浸油将出炉后的高速钢刀具迅速浸入油槽内。
5. 去氢在炉温250℃内去氢处理，出炉后浸油处理。
经本发明处理后的高速钢刀具表层可获得厚约0.015～0.04mm含有Fe3O4、FeBO4、FeS、ε-FeN、Fe3W3C、Cr3C3、Fe3C等成分的共渗层。渗层最高硬度达Hv0.1960～1130，冲击韧性ak为2.2kg·M/cm2，抗弯强度σbb270kg/mm2，红硬性可比未处理的提高～25%，发生咬卡的临界负荷提高了4.6倍。切削试验表明，在相同的切削条件下，经硫氧碳氮硼共渗处理的高速钢刀具其切削温度可比未处理的降低10～12%、切削负载(力或扭矩)可降低10%。刀具寿命可提高1～2倍。其处理费用可比氧氮化处理降低50%，比蒸汽处理降低75%。
权利要求
1.一种高速钢表面硫氧碳氮硼共渗工艺方法，其特征在于低温(560℃)下实现硫氧碳氮硼的同时渗入。
2.按权利要求
1所述的工艺方法，其特征为渗剂是一种液体的混合物，其成分配比为硼酸(H2BO4)8～10克硫脲〔(HH2)2CS〕8～15克甲酰胺(HCONH2)500毫升无水乙醇(C2H5OH)500毫升
3.按权利要求
1所述的工艺方法，其特征为炉前工艺参数如下〔1〕在排气阶段，炉温560°±10℃，炉压为0mm水柱高，排气时间20～30分钟，滴注量为140～150滴/分，〔2〕在共渗阶段，炉温560°±10℃，炉压为20～30mm水柱高，共渗时间50～60分钟，滴注量为110～130滴/分。
4.按权利要求
1所述的工艺方法，其特征为被处理刀具的装炉方法应垂直密置间隔不小于5mm。
专利摘要
高速钢表面硫氧碳氮硼共渗工艺是一种表面化学热处理工艺方法。
文档编号C23C8/06GK85100129SQ85100129
公开日1986年7月30日 申请日期1985年4月1日
发明者金之垣, 彭述荣, 黄学平, 关单明, 刘国勋, 徐恒钧 申请人:清华大学导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan