汽车链条销轴的铬钒共渗工艺的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种具有较大载荷、耐磨损、抗腐蚀、抗氧化、疲劳性能好且使用寿命长的汽车链条销轴的铬钒共渗工艺，将经过精磨的销轴置于转炉中，同时在转炉中加入60%～70%的无水硼砂，加入10%～15%的Cr2O3、8%～15%的V2O5作为渗剂，一定量还原剂，保持转炉处于回转状态，并在1000℃±2℃环境中保温10h，进行铬钒共渗,经过铬钒共渗后的销轴倒入淬火油中淬火，并用沸水煮去表层残余废盐；当向盐浴中加入还原剂后，首先被还原的是钒，若还原剂过量才有可能同时还原出铬，依还原剂的用量不同可以分别得到活性的钒、铬钒和铬钒硼原子，以实现钢的渗钒、铬钒二元共渗和铬钒硼三元共渗。
【专利说明】汽车链条销轴的铬钒共渗工艺
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种具有较大载荷、耐磨损、抗腐蚀、抗氧化、疲劳性能好且使用寿命 长的汽车链条销轴的铬钒共渗工艺，属于汽车零部件制造领域。
【背景技术】
[0002] CN102242335A、名称"一种销轴的调质方法"，包括以下步骤：第一步，将所需调质 处理的工件经过磨床处理，清除表面杂质；第二步，将工件放入调质炉，关闭炉门，充入氮气 和渗碳渗氮气体，将炉温升至510°C至790°C，保持炉温30分钟到60分钟，同时滴入甲醇； 第三步，当炉温升至790°C _950°C时，滴入煤油，保持炉温40-60分钟；第四步，保持氮气和 渗碳渗氮气体压力，逐渐降低炉温到l〇〇°C;第五步，将工件取出，降温到室温；第六步，清理 工件表面。其不足之处：一是渗钒层很薄，抗高温氧化及热疲劳性能低，不能承受大负荷； 二是渗铬层的抗高温氧化性能虽好，但硬度较低，耐磨性较差；三是在低、中碳钢的渗铬或 渗钒层下均易形成贫碳区，故只适用于轻载下工作的工件。
【发明内容】
[0003] 设计目的：避免【背景技术】中的不足之处，设计一种具有较大载荷、耐磨损、抗腐蚀、 抗氧化、疲劳性能好且使用寿命长的汽车链条销轴的铬钒共渗工艺。
[0004] 设计方案：为了实现上述设计目的。本发明在现有销轴的渗铬工艺基础上，通过 改变渗剂，并通过对工艺流程的进一步改进，使经过渗金属之后的销轴达到设计目的所提 的要求。为此本发明将经过精磨的销轴置于转炉中，同时在转炉中加入盐浴配方（60%? 70%无水硼砂，10%?15%Cr 203, 8%?15%V205，一定量还原剂)，保持转炉处于回转状态，并在 KKKTC环境中保温10h，进行铬钒共渗，经过铬钒共渗后的销轴倒入淬火油中淬火，并用沸 水煮去表层残余废盐。当在熔融硼砂中加入铬和钒的氧化物（Cr 203、V2O5)后，部分硼砂高 温热分解而产生三氧化二硼，此时盐浴中有三种氧化物并存（B 203、Cr2O3和V2O 5)。
[0005] 由于已知各元素氧化物稳定性下降顺序如下： Ca Mg Zr Al Ti Si B Cr Nb V W 排列在前面的每个元素可成为其后面各元素的还原剂。由此可知，前述三种氧化物中 B2O3最为稳定，Cr2O3次之，V2O 5稳定性最差。当向盐浴中加入还原剂后，首先被还原的是钥；， 若还原剂过量才有可能同时还原出铬。依还原剂的用量不同可以分别得到活性的钒、铬钒 和铬钒硼原子，以实现钢的渗钒、铬钒二元共渗和铬钒硼三元共渗。在进行铬钒共渗时，若 用铝作为还原剂，则盐浴内主要发生下列化学反应： 2/5V205+4/3AI=4/5V+2/3AI203 2/3Cr203+4/3AI=4/3Cr+2/3AI2〇3 由上述两个化学反应得到活性的钒铬原子。当工件浸入盐浴后，活性的钒铬原子同时 吸附于钢的表面并向内层扩散，随后钒和铬就和钢基体中的碳形成各自的碳化物。由于碳 化物中的碳来自于基体，为保证基体渗金属后仍有足够的含碳量，需要用作渗金属的销轴 原材料具有较高的含碳量（一般含碳量应>〇. 6%)。
[0006] 技术方案：一种汽车链条销轴的铬钒共渗工艺，将经过精磨的销轴置于转炉中，同 时在转炉中加入60%?70%的无水硼砂，加入10%?15%的Cr 203、8%?15%的V2O5作为渗 齐U，一定量还原剂，保持转炉处于回转状态，并在l〇〇〇°C ±2°C环境中保温10h，进行铬钒共 渗，经过铬钒共渗后的销轴倒入淬火油中淬火，并用沸水煮去表层残余废盐；当向盐浴中 加入还原剂后，首先被还原的是钒，若还原剂过量才有可能同时还原出铬，依还原剂的用量 不同可以分别得到活性的钒、铬钒和铬钒硼原子，以实现钢的渗钒、铬钒二元共渗和铬钒硼 三元共渗。
[0007] 本发明与【背景技术】相比，一是本发明采用渗金属工艺相比目前工业上普遍使用的 单渗铬或渗钒工艺，渗透速度快，共渗层的耐磨性、抗擦伤性能比单一渗层强，避免了单一 渗层中可能出现的针孔；二是金相对比：图1是销轴经过渗铬处理后的金相图，图2是销 轴经过铬钒共渗处理后的金相图，由图2中我么可以看出铬钒共渗的渗层相比渗铬的渗层 要更加质密，渗层与基体之间结合强度更好，表面强度大大提高，提高了耐磨性能和剪切强 度；耐磨性能对比：
【权利要求】
1. 一种汽车链条销轴的铬钒共渗工艺，其特征是：将经过精磨的销轴置于转炉中，同 时在转炉中加入60%?70%的无水硼砂，加入10%?15%的Cr203、8%?15%的V 205作为渗 齐U，一定量还原剂，保持转炉处于回转状态，并在l〇〇〇°C ±2°C环境中保温10h，进行铬钒共 渗，经过铬钒共渗后的销轴倒入淬火油中淬火，并用沸水煮去表层残余废盐；当向盐浴中 加入还原剂后，首先被还原的是钒，若还原剂过量才有可能同时还原出铬，依还原剂的用量 不同可以分别得到活性的钒、铬钒和铬钒硼原子，以实现钢的渗钒、铬钒二元共渗和铬钒硼 三元共渗。
2. 根据权利要求1所述的汽车链条销轴的铬钒共渗工艺，其特征是：已知各元素氧化 物稳定性下降顺序如下：Ca、Mg、Zr、Al、Ti、Si、B、Cr、Nb、V、W，其排列在前面的每个元素 可成为其后面各元素的还原剂，在前述的B203、Cr203、V 205三种氧化物中B203最为稳定，Cr20 3次之，V205稳定性最差，当向盐浴中加入还原剂后，首先被还原的是钒，若还原剂过量才有可 能同时还原出铬，依还原剂的用量不同可以分别得到活性的钒、铬钒和铬钒硼原子，以实现 钢的渗f凡、铬f凡二元共渗和铬f凡硼三元共渗。
3. 根据权利要求1所述的汽车链条销轴的铬钒共渗工艺，其特征是：渗金属所用销轴 原材料的含碳量要大于〇. 6%。
4. 根据权利要求1或3所述的汽车链条销轴的铬钒共渗工艺，其特征是：采用80号钢 做材料的销轴经过铬钒共渗后销轴表面在T?2T时间内，表面磨损量减小到4. 29 mg/cm2。
5. 根据权利要求1所述的汽车链条销轴的铬钒共渗工艺，其特征是：铬钒共渗后的共 渗层厚度为8?15 y m且渗层厚度均匀。
【文档编号】C23C10/54GK104404445SQ201410657482
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年11月19日 优先权日:2014年11月19日
【发明者】姚胜强, 胡岩, 费侃, 叶飞飞 申请人:杭州持正科技有限公司