一种复合热处理方法是涉及一种金属材料渗碳、渗氮复合热处理工艺方法。本发明专利技术提供一种复合热处理方法，使其能提高金属热处理渗层深度和减少变形，有机结合并充分发挥各工艺的优点，克服各自缺点达到扬长避短，达到金属的良好使用性能。将工件加热至奥氏体状态进行渗碳或碳氮共渗，获得理想的渗层，然后在炉内将温度降低到奥氏体渗氮温度６４０－７２０℃进行渗氮或氮碳共渗处理，使工件表面层奥氏体的氮浓度提高到奥氏体渗氮层的水平，再进行直接８００℃左右的淬火和在３００℃范围内的时效处理或直接进行２００－２４０℃温度区间中的等温淬火，使高氮奥氏体发生分解，得到金属理想的表面硬度和耐磨性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及的是的改进，尤其是涉及一种金属材料渗碳、渗 氮复合热处理工艺方法。
技术介绍
目前，在金属热处理加工过程中，渗碳或渗氮是钢在热处理过程中常用的改变金 属表面化学成分和显微组织的热处理工艺方法，使其金属表面具有高的硬度和耐磨性，其 硬度最高达到58-62HRC，相当于630-750HV;而心部获得低马氏体(或贝氏体、索氏体)等 组织，具有一定韧性和耐冲击性，所以已获得广泛应用。但该方法对金属表面硬度和耐磨 性的提高有一定的限制，另外由于该热处理方法处理的金属对渗碳炉和一些相关材料要求 很高特别对渗碳后淬火温度要求为820-840°C，温度较高会使零件发生较大的变形，给后 续加工工序带来很大的影响。为有效提高金属的硬化层深度，经研究发现含氮马氏体对金 属热处理工艺加工有很大影响，并在研究中发现提到多种元素的复合处理方法，其中渗氮 与渗碳复合处理，不仅可以提高金属的有效硬化层深度(硬化层深度由0. 09 μ m提高到 0. 23 μ m)，进而极大地提高了金属的耐磨性，同时还可以降低淬火温度(780-800°C水淬)。 但同时仍然存在表面有低硬度疏松层这一问题，这些处理只可能在薄型冲压金属件上应 用，为了解决生产当中出现的问题和难题，为适应生产的需要亟待研究一种针对上述问题， 解决的热处理方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术存在的不足和缺陷，提供一种复合热处理方 法，使其能提高金属热处理渗层深度和减少变形，有机结合并充分发挥各工艺的优点，克服 各自缺点达到扬长避短，达到金属的良好使用性能。本专利技术是通过以下技术方案实现的，本专利技术通过将渗碳热处理与碳氮共渗技术结 合起来进行一种复合处理方法，其特点将工件加热至奥氏体状态进行渗碳或碳氮共渗，获 得理想的渗层，然后在炉内将温度降低到奥氏体渗氮温度640-720°C进行渗氮或氮碳共渗 处理，使工件表面层奥氏体的氮浓度提高到奥氏体渗氮层的水平，再进行直接800°C左右的 淬火和在300°C范围内的时效处理或直接进行200-240°C温度区间中的等温淬火，使高氮 奥氏体发生分解，得到金属理想的表面硬度和耐磨性。结合要点对本专利技术方法作进一步的描述，具体如下(1)、工件装炉后在840-900°C温度下渗碳，并控制碳势在达到预定的渗层深度后， 随炉降温至640 720°C范围进行奥氏体渗氮，催渗剂为氨气十氢气分解气体，使用控制计 控制氮分解率和炉内气体成分及温度，使工件表面氮浓度达到奥氏体饱和浓度，然后出炉 淬油或水溶性介质，并再进行200-240°C温度范围内的时效处理或直接在这一范围等温淬 火。(2)、当工件在820-860°C温度下进行碳氮共渗时，当渗层深度达到预定要求后随炉降温至640 720°C范围内进行奥氏体渗氮，通入氨或氨分解气体，控制氨分解率获得最 高氮浓度达到饱和的高氮奥氏体层，并立即淬火油或水溶性介质中再进行300°C内某一温 度时效或直接于200 240°C温度下等温淬火处理。对一些中碳或中碳低合金钢如45钢、 40Cr钢制机床齿轮等工件，先进行830-850°C的奥氏体化，并保温一定时间后随炉冷却至 600 650°C温度范围中某一温度进行奥氏体渗氮，使用氨气或氨气十氨分解气氛，控制分 解率和通人气体的比例，获得最高氮浓度达到饱和的高氮奥氏体层，淬入油或水溶性介质 后于200-240°C区间时效处理或直接在300°C之内等温处理。使表面层获得上佳性能，心部 为索氏体组织，并取代正火或调质后进行感应淬火的工艺，使金属的耐磨性有更大提高。本专利技术的有益效果本专利技术使金属热处理工件兼具奥氏体渗氮淬火时效处理的高硬度900HV)，又具有 淬火温度(640-720’ C)较低能减少工件变形的显著优越性，同时可以成倍提高奥氏体渗氮 的有效硬化层深度。具体实施例方式结合本专利技术的内容进一步提供以下实施例。实施例机床曲轴，材料20Cr，要求渗层深度为0.4μπι，表面硬度高于850HV，曾用 渗碳处理工件变形超差。用铁素体氮碳共渗则渗层深度达不到要求。曲轴热处理在ΤΧ-60箱式炉中进行，首先在880°C进行渗碳，控制碳势浓度 0. 85%、90分钟时间，催渗剂采用甲醇十丙酮，渗层检查达要求后降温至740°C通人氨气， 氨气分解率控制85 90yo，时间3小时，使工件经处理后获得0. 23smm的高氮奥氏体层，随 后淬火或水)，并在250°C时效3小时。处理后工件表面硬度达870HV，心部硬度35HRC ；变 形在公差范围内，完全达到使用标准要求。权利要求，其特征在于将工件加热至奥氏体状态进行渗碳或碳氮共渗，获得理想的渗层，然后在炉内将温度降低到奥氏体渗氮温度640 720℃进行渗氮或氮碳共渗处理，使工件表面层奥氏体的氮浓度提高到奥氏体渗氮层的水平，再进行直接800℃左右的淬火和在300℃范围内的时效处理或直接进行200 240℃温度区间中的等温淬火，使高氮奥氏体发生分解，得到金属理想的表面硬度和耐磨性。2.根据权利要求1所述的，其特征在于所述工件装炉后在 840-900°C温度下渗碳，并控制碳势在达到预定的渗层深度后，随炉降温至640 720°C范 围进行奥氏体渗氮，催渗剂为氨气十氢气分解气体，使用控制计控制氮分解率和炉内气体 成分及温度，使工件表面氮浓度达到奥氏体饱和浓度，然后出炉淬油或水溶性介质，并再进 行200-240°C温度范围内的时效处理或直接在这一范围等温淬火。3.根据权利要求1所述的一种纺织原料热处理方法，其特征在于所述当工件在 820-860°C温度下进行碳氮共渗时，当渗层深度达到预定要求后随炉降温至640 720°C范 围内进行奥氏体渗氮，通入氨或氨分解气体，控制氨分解率获得最高氮浓度达到饱和的高 氮奥氏体层，并立即淬火油或水溶性介质中再进行300°C内某一温度时效或直接于200 240°C温度下等温淬火处理。全文摘要是涉及一种金属材料渗碳、渗氮复合热处理工艺方法。本专利技术提供，使其能提高金属热处理渗层深度和减少变形，有机结合并充分发挥各工艺的优点，克服各自缺点达到扬长避短，达到金属的良好使用性能。将工件加热至奥氏体状态进行渗碳或碳氮共渗，获得理想的渗层，然后在炉内将温度降低到奥氏体渗氮温度640-720℃进行渗氮或氮碳共渗处理，使工件表面层奥氏体的氮浓度提高到奥氏体渗氮层的水平，再进行直接800℃左右的淬火和在300℃范围内的时效处理或直接进行200-240℃温度区间中的等温淬火，使高氮奥氏体发生分解，得到金属理想的表面硬度和耐磨性。文档编号C23C8/30GK101994121SQ20091001311公开日2011年3月30日 申请日期2009年8月13日 优先权日2009年8月13日专利技术者闫欧 申请人:闫欧本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种复合热处理方法，其特征在于：将工件加热至奥氏体状态进行渗碳或碳氮共渗，获得理想的渗层，然后在炉内将温度降低到奥氏体渗氮温度６４０－７２０℃进行渗氮或氮碳共渗处理，使工件表面层奥氏体的氮浓度提高到奥氏体渗氮层的水平，再进行直接８００℃左右的淬火和在３００℃范围内的时效处理或直接进行２００－２４０℃温度区间中的等温淬火，使高氮奥氏体发生分解，得到金属理想的表面硬度和耐磨性。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：闫欧，
申请(专利权)人：闫欧，
类型：发明
国别省市：89
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