CN110408882B - 一种防渗碳处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种防渗碳处理方法，包括下列步骤：(1)车外圆；(2)将零件进行渗碳处理，然后进行降温；(3)车去不需要渗碳部位的渗碳层，并进行粗加工；(4)粗加工后的零件进行油淬火、回火制得半成品；(5)将步骤(4)制得的半成品精加工制得成品。本发明通过在渗碳处理之后，将不需要渗碳的部位的渗碳层车去，并进行铣槽、插齿、车毛刺等粗加工成半成品后，再将半成品放入淬火油中淬火，淬火之前产品硬度较低，淬火前进行一系列粗加工能够提高加工效率并能避免由于产品硬度较高造成的刀具损伤，延长刀具使用寿命，降低生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及热处理技术领域，具体涉及一种防渗碳处理方法。
背景技术
渗碳是使碳原子渗入到钢表面层的过程，也是使低碳钢的工件具有高碳钢的表面层，再经过淬火和低温回火，使工件的表面层具有高硬度和耐磨性，而工件的中心部分仍然保持着低碳钢的韧性和塑性。
有些零件的局部需要做防渗碳处理，目前的防渗碳处理一般采用两种方式，第一种方式是在零件不需要渗碳的地方涂刷防渗层，然后进行渗碳、淬火工序，这种方式存在以下问题：①零件结构一般相对复杂，带有各种槽和缺口，槽和缺口的刷涂防渗难度大，极易造成刷涂不到位、死角等问题，另外在产品两端及内孔需要防渗时，容易在后序渗碳装炉时掉落，影响加工质量；②防渗质量不一，热处理后硬度不均有硬点(漏防渗区)，造成刀具损坏(尤其为齿轮加工贵重刀具)，严重的会造成焊接开裂；③防渗涂料会污染渗碳热处理炉、淬火油及后续抛丸，造成整个产品系统外观、清洁度差；④防渗区硬度整体较低，不可采用常规抛丸方法清理产品，需要增加吹砂去除防渗等步骤，操作麻烦。第二种方式是在渗碳处理前不做防渗处理，在整个产品的表面进行渗碳、淬火后，再将不需渗碳的部位将渗碳层车去，这种方式虽然解决了第一种方式存在的问题，实现防渗可靠，质量稳定，但是仍然存在以下问题：①渗碳热处理前需要留较多的车削余量(约3倍渗碳层深)，材料利用率低；②淬火后车时硬度较高(HRC60左右)，需要采用CBN刀片加工刀具，成本较高、加工效率低下；③由于车去碳层后硬度高于HRC35以上需要使用硬质合金插刀加工齿，刀具成本高且寿命低下。因此，急需一种工艺流程简便、防渗可靠、产品质量稳定、成本低的新型防渗碳处理方法。
发明内容
针对上述现有技术，本发明的目的是提供一种防渗碳处理方法。本发明通过在渗碳处理之后，将不需要渗碳部位的渗碳层车去，并进行铣槽、插齿、车毛刺等粗加工成半成品后，再将半成品放入淬火油中淬火，淬火之前产品硬度较低，淬火前进行一系列粗加工能够提高加工效率并能避免由于产品硬度较高造成的刀具损伤，延长刀具使用寿命，降低生产成本。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明的第一方面，提供一种防渗碳处理方法，包括下列步骤：
(1)车外圆；
(2)将零件进行渗碳处理，然后进行降温；
(3)车去不需要渗碳部位的渗碳层，并进行粗加工；
(4)粗加工后的零件进行油淬火、回火制得半成品；
(5)将步骤(4)制得的半成品精加工制得成品。
优选的，所述车外圆是根据产品尺寸需要，进行预加工；一般渗碳层要大于成品要求的0.2-0.5mm，非渗碳层预留余量不小于渗碳层深度的最大值。
优选的，步骤(2)中，所述渗碳处理是在温度为830℃-910℃的条件下气渗碳17-18h。
优选的，所述气渗碳采用的渗碳性气体为丙烷气体和甲醇气体，其中丙烷气体的流速为0.1-0.3m3/h，甲醇气体的流速为3-5L/h。
优选的，步骤(2)中，降温时温度降至100-200℃，降温时间为2h。渗碳结束如果不降温处理会使零件表面氧化，因此避免零件氧化，将温度降至100-200℃。
优选的，步骤(3)中的粗加工包括铣槽、插齿、车毛刺。
优选的，步骤(4)中，所述油淬火的温度为830-860℃，保温时间为50-60min。
优选的，步骤(4)中，淬火时保持炉内碳势为0.3％，并控制甲醇流量至2L/h，不通丙烷。淬火时，将炉内碳势调整为0.3％，可以避免产品淬火后表面出现脱碳造成不良。当甲醇流量为4L/h，在丙烷接通情况下，淬火时非碳区会渗入碳层，硬度变高，因此需要关闭丙烷，并调整甲醇流量至2L/h。
优选的，步骤(4)中，所述回火温度为160-200℃，时间为4h。
本发明的第二方面，提供利用上述方法得到的泵轮毂。
本发明的第三方面，提供上述方法在制备需要局部渗碳处理的零件中的应用。
本发明的有益效果：
(1)本发明通过在渗碳处理之后，将不需要渗碳的部位的渗碳层车去，并进行铣槽、插齿、车毛刺等粗加工成半成品后，再将半成品放入淬火油中淬火，淬火之前产品硬度较低，淬火前进行一系列粗加工能够提高加工效率并能避免由于产品硬度较高造成的刀具损伤，延长刀具使用寿命，降低生产成本。
(2)本发明通过合理控制渗碳处理过程中温度、时间以及渗碳过程中的气体及气体流量，并配合控制渗碳处理后的降温温度；同时控制淬火时的温度、炉内碳势以及气体及气体流量，这样各个工艺步骤的紧密配合，克服了渗碳处理之后不马上淬火产生的产品性能不满足要求的难度，解决了产品表面硬度、芯部硬度以及渗碳层的厚度均不能达到产品要求的问题。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
正如背景技术部分介绍的，由于现有两种方式的防渗碳处理存在很多问题，不能适应工业化需求，所以特别需要研究一种防渗碳处理方法。
基于此，本发明的目的是提供一种防渗碳处理方法，通过在渗碳处理之后，将不需要渗碳的部位的渗碳层车去，并进行铣槽、插齿、车毛刺等粗加工成半成品后，再将半成品放入淬火油中淬火，既提高了加工效率，又延长了刀具使用寿命，降低了生产成本。
实施例1
一种泵轮毂防渗碳处理方法，包括下列步骤：
(1)车外圆；
(2)将零件进行渗碳处理，然后进行降温；所述渗碳处理是在温度为830℃-910℃的条件下气渗碳18h；所述气渗碳采用的渗碳性气体为丙烷气体和甲醇气体，其中丙烷气体的流速为0.1m3/h，甲醇气体的流速为3L/h；降温时温度降至100℃，降温时间为2h；
(3)车去不需要渗碳部位的渗碳层，并进行铣槽、插齿、车毛刺等粗加工；
(4)粗加工后的零件进行油淬火、回火制得半成品；其中油淬火的温度为830℃，保温时间为60min，淬火时保持炉内碳势为0.3％，并控制甲醇流量至2L/h，不通丙烷；回火温度为160℃，时间为4h；
(5)将步骤(4)制得的半成品精加工制得成品。
采用金相显微镜检测渗碳层深度为1.2mm，通过洛氏硬度计测定表面硬度为62.7HRB，芯部硬度为31.5HRB。
实施例2
一种泵轮毂防渗碳处理方法，包括下列步骤：
(1)车外圆；
(2)将零件进行渗碳处理，然后进行降温；所述渗碳处理是在温度为830℃-910℃的条件下气渗碳17h；所述气渗碳采用的渗碳性气体为丙烷气体和甲醇气体，其中丙烷气体的流速为0.3m3/h，甲醇气体的流速为5L/h；降温时温度降至200℃，降温时间为2h；
(3)车去不需要渗碳部位的渗碳层，并进行铣槽、插齿、车毛刺等粗加工；
(4)粗加工后的零件进行油淬火、回火制得半成品；其中油淬火的温度为860℃，保温时间为50min，淬火时保持炉内碳势为0.3％，并控制甲醇流量至2L/h，不通丙烷；回火温度为200℃，时间为4h；
(5)将步骤(4)制得的半成品精加工制得成品。
采用金相显微镜检测渗碳层深度为1.2mm，通过洛氏硬度计测定表面硬度为61.1HRB，芯部硬度为34HRB。
实施例3
一种泵轮毂防渗碳处理方法，包括下列步骤：
(1)车外圆；
(2)将零件进行渗碳处理，然后进行降温；所述渗碳处理是在温度为830℃-910℃的条件下气渗碳18h；所述气渗碳采用的渗碳性气体为丙烷气体和甲醇气体，其中丙烷气体的流速为0.2m3/h，甲醇气体的流速为4L/h；降温时温度降至150℃，降温时间为2h；
(3)车去不需要渗碳部位的渗碳层，并进行铣槽、插齿、车毛刺等粗加工；
(4)粗加工后的零件进行油淬火、回火制得半成品；其中油淬火的温度为850℃，保温时间为55min，淬火时保持炉内碳势为0.3％，并控制甲醇流量至2L/h，不通丙烷；回火温度为180℃，时间为4h；
(5)将步骤(4)制得的半成品精加工制得成品。
采用金相显微镜检测渗碳层深度为1.3mm，通过洛氏硬度计测定表面硬度为60.9HRB，芯部硬度为35HRB。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种防渗碳处理方法，其特征在于，包括下列步骤：
(1)车外圆；
(2)将零件进行渗碳处理，然后进行降温；所述渗碳处理是在温度为830℃-910℃的条件下气渗碳17-18h；所述气渗碳采用的渗碳性气体为丙烷气体和甲醇气体，其中丙烷气体的流速为0.1-0.3m3/h，甲醇气体的流速为3-5L/h；
(3)车去不需要渗碳部位的渗碳层，并进行粗加工；
(4)粗加工后的零件进行油淬火、回火制得半成品；所述油淬火的温度为830-860℃，保温时间为50-60min；淬火时保持炉内碳势为0.3％，并控制甲醇流量至2L/h，不通丙烷；所述回火温度为160-200℃，时间为4h；
(5)将步骤(4)制得的半成品精加工制得成品。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，降温时温度降至100-200℃，降温时间为2h。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)中的粗加工包括铣槽、插齿、车毛刺。
4.利用权利要求1-3任一项所述的方法得到的泵轮毂。
5.权利要求1-3任一项所述的方法在制备需要局部渗碳处理的零件中的应用。
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| CN110408882A (zh) | 2019-11-05 |
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