专利名称：金属材料表面层变性处理方法
技术领域：
本发明属于一种金属材料表层处理技术。
背景技术：
现有的金属材料表层处理技术，如渗碳、渗氮等都要有处理主氛，也都要发生分解反应，产生活性原子，然后才能渗入金属表面层之内。但是，般渗层浅(小于2mm)、时间长(如渗氮要56小时)、性能改变有限。因此，只能是一种表面的处理方法。
发明内容本发明要解决的技术问题，是提供一种金属材料表面层变性处理方法，以解决现有技术存在的渗层浅，时间长，性能改变较小的缺点。
采用的技术方案是金属材料表面层变性处理方法，是将粒度小于50μm的氮化硼或陶瓷、碳化硅、人造金刚石超微粉装在容器内，再将金属材料或其制品埋装在容器内的上述超微粉之中，然后放入加热炉中加热，加热温至723-1200℃，保温1-24小时，最后使金属材料或其制品随炉冷却至室温后取出，对于黑色金属材料或其制品再加热至923℃后淬火，即为成品。
经用本发明的方法处理后的金属材料或其制品，可使耐热性、抗腐蚀性、可塑性得到大幅度提高。用本发明的方法处理后的金属材料或是制品强度、硬度均可达到前所未有的高度，40Cr硬度可达到RC68度，高速钢可达到RC76度。25CrMnMo处理后可达到RC68度，但弹性模量却降低了30％。渗透深度达到20mm，晶粒度小于1μm。用本发明的方法已生产出高强度、高塑性、高硬度的细晶(小1μm)梯度材料。这是现有技术无法达到的。另外，用本发明的方法处理的金属材料或是其制品无淬火裂纹倾向，经渗金刚石后，各种合金钢、工具钢、合金工具钢等均可在1000℃左右用水做淬火剂，淬火而不产生裂纹，这是现有技术所无法实现的。
采用本发明方法处理后的金属材料或其制品应用范围广泛。在民用上，如火车车轮、铁轨、车轴等，在汽车中的各种需耐磨的零部件如球笼、顶杆、齿轮等；在矿山机械中的粉碎机、铲车的铁爪、矿石的传动机构等；在机床行业的各种齿轮、花键拉刀、齿轮刀具、导轮、凸轮、丝杠等；也可应用于轴承行业和冶金机械行业的冷轧辊及各种冷作模具的制造。以及工具行业中的丝锥、板牙、片锯、带锯等刃具制造加工领域。在军工方面如坦克、装甲车的装甲、承重轮、履带、传动轴等；军舰的甲板、潜水艇的外壳、发动机的齿轮、曲轴等，常规武器中的轮管、炮管止推器等；飞机发动机中的钢套、顶杆、活塞环等，在军品制造中的各种成型刀具、模具、量具等。
具体实施方式
实施例一金属材料表面变性处理方法，是将小于50μm的人造金刚石微粉装入耐热容器内，再将高速钢材料放到耐热容器中，并埋在人造金刚石微粉内，然后放在电炉内加热，温度达到1200℃，保温5小时后，使该高速钢材料随炉冷却至室温，取出后加热至923℃后，用盐水淬火，硬度达到RC76度。
实施例二金属材料表面变性处理方法，是将小于50μm的陶瓷微粉装入耐热容器内，再将钛合金材料放到耐热容器内，并埋在陶瓷微粉内，然后放在电炉内加热，温度达到723℃，保温时间24小时，使该钛合金材料随炉冷却至室温，取出即为成品。
实施例三金属材料表面变性处理方法，是将小于50μm的立方氮化硼微粉装入耐热容器中，再将高速钢材料放到耐热容器内，并埋在氮化硼微粉内，然后放在电炉内加热，温度达到815℃，保温时间5小时，使该高速钢材料随炉冷却至室温，取出后加热至923℃后，用盐水淬火即可。
实施例四金属材料表面变性处理方法，是将小于50μm的碳化硅微粉装入耐热容器中，再将高速钢材料放到耐热容器内，并埋在碳化硅微粉内，然后放在电炉内加热，温度达到850℃，保温时间2小时，使该高速钢材料随炉冷却至室温，取出后加热至923℃后，用盐水淬火即可。
权利要求
1.金属材料表面层变性处理方法，其特征是将粒度小于50μm的立方氮化硼或陶瓷、碳化硅、人造金刚石超微粉装在容器内，再将金属材料或其制品埋装在容器内的上述超微粉之中，然后放入加热炉中加热，加热温至723-1200℃，保温1-24小时，最后使金属材料或其制品随炉冷却至室温后取出，即为成品。
2.根据权利要求1所述的金属材料表面层变性处理方法，其特征是当所述的金属材料或其制品为黑色金属材料或其制品时，再加温至923℃后，用盐水淬火。
全文摘要
金属材料表面层变性处理方法，其特征是将粒度小于50μm的立方氮化硼或陶瓷、碳化硅、人造金刚石超微粉装在容器内，再将金属材料或其制品埋装在容器内的上述超微粉之中，然后放入加热炉中加热，加热温至723－1200℃，保温1－24小时，最后使金属材料或其制品随炉冷却至室温后取出，即为成品。采用本发明方法处理后的金属材料或其制品可广泛应用在民用、矿山机械的粉碎机、铲车的铁爪、矿石的传动机构上、机床行业的各种齿轮、花键拉刀、齿轮刀具、导轮、凸轮、丝杠等；也可应用于轴承行业和冶金机械行业的冷轧辊及各种冷作模具的制造加工领域和军舰的甲板、潜水艇的外壳、发动机的齿轮、曲轴等，常规武器中的轮管、炮管止推器等。
文档编号C23C24/08GK1704503SQ200410020658
公开日2005年12月7日 申请日期2004年6月3日 优先权日2004年6月3日
发明者杨树桐, 贾春德, 张国徽, 段战强 申请人:杨树桐