本發(fā)明屬于汽車零部件制造領(lǐng)域，具體地涉及一種可以在較大載荷、耐磨損、抗腐蝕、抗氧化、疲勞性能好且使用壽命長的鏈條銷軸表面釩鈦共滲強(qiáng)化工藝。

背景技術(shù)：

由于鏈條行業(yè)飛速的發(fā)展和零部件對(duì)耐磨、抗蝕、抗高溫氧化等性能的要求的不斷提高，促進(jìn)了零件表面強(qiáng)化工藝的發(fā)展。其中，零件表面滲金屬發(fā)展與應(yīng)用尤為迅速。目前較為成熟的表面強(qiáng)化工藝是表面滲鉻強(qiáng)化，滲鉻零件表面的性能雖然有所提升，但是滲層的性能依然較差，且存在不少的弱點(diǎn)。滲鉻層的抗高溫氧化性能雖好，但硬度較低，耐磨性較差，且容易出現(xiàn)深層剝落，在低、中碳鋼的滲鉻層下均易形成貧碳區(qū)，故只適用于輕載下工作的工件。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種避免銷軸滲鉻工藝中硬度低，耐磨性較差，易剝落的不足，設(shè)計(jì)出一種可以使?jié)B金屬零件能承受更大載荷，熱疲勞性能好，高硬度，高耐磨性的銷軸表面釩鈦共滲強(qiáng)化工藝。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的銷軸表面釩鈦共滲強(qiáng)化工藝，工藝如下：

（1）精磨銷軸；

（2）鹽浴配方：5-10%無水硼砂，45-55%粉狀釩粉，40-45%二氧化鈦以及一定量的還原劑，稱取各組分并混合均勻；

（3）加入精磨的銷軸充分?jǐn)嚢韬笱b入密封罐內(nèi)，并在1000℃環(huán)境中保溫8-10h，進(jìn)行釩鈦共滲；

（4）經(jīng)過釩鈦共滲后的銷軸隨爐冷卻；

（5）冷卻后的銷軸用沸水煮去表層殘余的廢鹽；

（6）后續(xù)對(duì)銷軸進(jìn)行常規(guī)淬火與回火。

釩粉和氧氣反應(yīng)產(chǎn)生五氧化二釩（V₂O₅），此時(shí)鹽浴中有五氧化二釩（V₂O₅）和二氧化鈦（Ti0₂）兩種氧化物并存。

已知各元素氧化物穩(wěn)定性下降順序如下:

Ca Mg Zr Al Ti Si B Cr Nb V W

所述的還原劑為排列在各元素前面的每個(gè)元素，兩種氧化物中二氧化鈦（Ti0₂）最為穩(wěn)定，五氧化二釩（V₂O₅）穩(wěn)定性最差，當(dāng)向鹽浴中加入還原劑后，首先被還原的是釩，若還原劑過量才有可能同時(shí)還原出鈦，依還原劑的用量不同可以分別得到活性的釩、釩鈦原子，以實(shí)現(xiàn)鋼的滲釩、釩鈦共滲。在進(jìn)行釩鈦共滲時(shí)，若用鋁作為還原劑，則鹽浴內(nèi)主要發(fā)生下列化學(xué)反應(yīng):

2/5V₂O₅+4/3Al=4/5V+2/3Al₂O₃

Ti0₂+4/3Al= Ti +2/3Al₂O₃

由上述化學(xué)反應(yīng)得到活性的釩鈦原子。當(dāng)工件浸入鹽浴后，活性的釩鈦原子同時(shí)吸附于鋼的表面并向內(nèi)層擴(kuò)散，隨后釩和鈦就和鋼基體中的碳形成各自的碳化物。由于碳化物中的碳來自于基體，為保證基體滲金屬后仍有足夠的含碳量，不至于形成局部貧碳區(qū)，需要用于滲金屬的銷軸原材料具有較高的含碳量，一般含碳量應(yīng)>0.6%。

進(jìn)一步，所述的銷軸的表面粗糙度≤ Ra0.1μm。

進(jìn)一步，所述的銷軸表面滲層厚度為10-15μm且滲層厚度均勻。

進(jìn)一步，所述的銷軸材料為GCr15 軸承鋼。經(jīng)大量實(shí)驗(yàn)，分析數(shù)據(jù)得出結(jié)論，采用GCr15軸承鋼做材料的銷軸經(jīng)過釩鈦共滲后銷軸表面各性能效果均優(yōu)于普通鋼材做基體的釩鈦共滲效果。

本發(fā)明的銷軸表面釩鈦共滲強(qiáng)化工藝與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：滲透速度快，釩鈦共滲層的耐磨性、抗擦傷性能比滲鉻層強(qiáng)，滲層更加均勻；釩鈦共滲銷軸的滲層相比滲鉻的滲層要更加質(zhì)密，滲層與基體之間結(jié)合強(qiáng)度更好，表面強(qiáng)度大大提高，提高了耐磨性能和剪切強(qiáng)度。

附圖說明

圖1為銷軸經(jīng)過滲鉻處理后的金相圖；

圖2為銷軸經(jīng)過釩鈦共滲處理后的金相圖。

具體實(shí)施方式

下面通過實(shí)施例結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。

本實(shí)施例提供的銷軸表面釩鈦共滲強(qiáng)化工藝，將用GCr15 軸承鋼材料制做的銷軸經(jīng)過精磨；按鹽浴配方：5-10%無水硼砂，45-55%粉狀釩粉，40-45%二氧化鈦以及一定量的還原劑Al，稱取各組分并混合均勻；加入精磨的銷軸充分?jǐn)嚢韬笱b入密封罐內(nèi)，并在1000℃環(huán)境中保溫8-10h，進(jìn)行鹽浴釩鈦共滲；經(jīng)過釩鈦共滲后的銷軸隨爐冷卻；冷卻后的銷軸用沸水煮去表層殘余的廢鹽；后續(xù)對(duì)銷軸進(jìn)行淬火與回火。

已知各元素氧化物穩(wěn)定性下降順序如下:

Ca Mg Zr Al Ti Si B Cr Nb V W

兩種氧化物中二氧化鈦（Ti0₂）最為穩(wěn)定，五氧化二釩（V₂O₅）穩(wěn)定性最差，當(dāng)向鹽浴中加入還原劑Al后，首先被還原的是釩原子，其次是鈦原子，以實(shí)現(xiàn)鋼的釩鈦共滲。

滲層10-15μm，滲層均勻，銷軸表面粗糙度≤ Ra0.1μm，滲層硬度可以達(dá)到2400-2600HV。

如圖1-2所示，釩鈦共滲銷軸的滲層相比滲鉻的滲層要更加質(zhì)密，滲層與基體之間結(jié)合強(qiáng)度更好，表面強(qiáng)度大大提高，提高了耐磨性能和剪切強(qiáng)度。