专利名称:钢件活化催渗气体快速渗碳法的制作方法
本发明属钢件的化学热处理方法，特别是钢件活化催渗气体快速渗碳的方法。
通常气体渗碳法，钢件装入渗碳炉后，加大渗剂流量，尽快排除炉内空气，得到渗碳气氛，认为若排气不好，会引起钢件表面氧化，影响渗碳层的均匀性，並造成渗碳速度慢，渗层含碳量低等缺陷。钢件入炉前，都要进行除去油污和铁锈的工作，但即使对钢件表面仔细地除油除锈成为“洁净表面”，仍不同程度的存在一层钝化膜，严重地影响了对渗剂的分解和活性碳原子的吸收作用。这样使渗碳工艺周期长、能耗大，成本高。
本发明的目的是在不改变常规的渗碳炉的情况下，寻求一种气体快速渗碳的新方法，使渗碳的工艺周期缩短，操作简便，节约能源，降低成本。
本发明的技术解决方法是钢件入渗碳炉后，通入小流量的渗碳剂(任何种类的渗剂)，炉内形成氧化气氛，在逐渐排气和钢件温度逐渐上升的过程中，钢件表面生成一层均匀的氧化膜(Fe3O4)，然后逐渐加大渗剂流量，渗剂流量以排气孔不产生明显黑烟为宜，排除炉内空气，使炉内形成渗碳气氛，此时钢件表面的氧化膜很快被炉气中的氢等还原得到分解CO、CH4等的活泼触媒-初生铁，使钢件表面形成活化状态的洁净表面。活化状态的初生铁强烈的吸附及催化作用，在较小的能量状态下促使渗剂分解，有效地提高了钢件表面的活性碳原子浓度。活化状态的初生铁具有强烈的吸附作用，吸附的活性碳原子进一步浸入晶格被铁吸收(溶解和化合)，获得很高的表面碳浓度梯度，进而使碳的扩散得到加速，整个渗碳过程在较短时间内就可完成。钢件的氧化、还原、渗碳和扩散等几个阶段都在渗碳炉中一次完成。
本发明修改了过去的传统观念，认为控制得当，装炉时带入的空气对催渗有很大作用。采用了先氧化，再还原，后渗碳的方法，使渗碳的工艺周期比通常的滴注式气体渗碳的工艺周期缩短40%，渗剂节约44.2%，节电26.7%，且减少设备磨损，使生产成本下降。同时，钢件的质量合格率达100%，硬度在HRC60～64，渗层组织达到JB1673-75的标准，马氏体别为2～3级(如图2所示)，炭化物为一级(如图3所示)。
图1为钢件活化催渗气体快速渗碳工艺曲线。
图2为马氏体级别图片。
图3为碳化物级别图片。
以下，结合附图1说明本发明的实施例设备采用RJJ-75-9T井式气体渗碳炉，渗剂为煤油，每100滴渗剂3.8毫升，渗碳深度1.04毫米。
1.准备阶段将洁净的钢件装入料筐或夹具中，钢件之间疏密一致並留有5～10毫米间隙。
2.氧化、还原、排气阶段渗碳炉温度升至920℃时，把装有钢件的料筐或夹具装炉，装炉完毕后，以每分钟25～30滴的流量滴入煤油，15分钟后(视装炉量定)，从观察孔可见料筐暗红色，筐内钢件黑红色，这时，钢件表面的氧化膜已基本完成。然后，放入试棒，将渗剂流量从每分钟30滴逐渐加大到每分钟200滴，使炉内空气逐渐排出，从而，同时使氧化膜还原成初生铁。
3.渗碳阶段钢件入炉60分钟后，炉温上升至920℃，将渗剂流量加大到每分钟180～220滴(视装炉量调整)进行渗碳。
4.扩散阶段钢件渗碳2小时后，降低渗碳滴量至每分钟120滴，使炉内碳势降低，进行扩散。
5.降温出炉出炉半小时，取出试棒，测定实际渗层，达到要求后降温，渗剂流量降到每分钟60滴，直接淬火的钢件降温至860℃左右出炉淬火，重新加热淬火的钢件炉温降至880℃出炉。
权利要求
1.一种钢件活化催渗气体快速渗碳法，它包括排气、渗碳、扩散阶段，其特征在于把钢件装入渗碳炉后，通入小流量的渗碳剂，使炉内形成氧化气氛，並在钢件表面生成一层均匀的氧化膜后，再还原成初生铁，然后用常规渗碳法进行渗碳、扩散。
2.根据权利要求
1的渗碳法，其特征在于上述钢件的氧化、还原、渗碳、扩散都在渗碳炉中一次完成。
3.根据权利要求
1的渗碳法，其特征在于上述渗剂为任何种类的渗剂。
专利摘要
钢件活化催渗气体快速渗碳法，属于钢件的化学热处理工艺，适用于钢件深、浅层渗碳。通常的钢件气体渗碳存在工艺周期长的缺陷。本发明的渗碳法，是钢件入炉后，将钢件先氧化，再还原成初生铁，然后采用常规的气体渗碳法渗碳，由于初生铁具有强烈的吸附和催化作用，使渗碳加速，本渗碳法比常规的渗碳法工艺周期缩短40％，渗剂节约44.2％，节电26.7％，降低了生产成本。
文档编号C23C8/08GK87100494SQ87100494
公开日1988年8月10日 申请日期1987年1月27日
发明者施教阁 申请人:云南省摩托车厂导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan