專利名稱:鋼件活化催滲氣體快速滲碳法的制作方法
本發(fā)明屬鋼件的化學(xué)熱處理方法，特別是鋼件活化催滲氣體快速滲碳的方法。
通常氣體滲碳法，鋼件裝入滲碳爐后，加大滲劑流量，盡快排除爐內(nèi)空氣，得到滲碳?xì)夥?，認(rèn)為若排氣不好，會引起鋼件表面氧化，影響滲碳層的均勻性，並造成滲碳速度慢，滲層含碳量低等缺陷。鋼件入爐前，都要進(jìn)行除去油污和鐵銹的工作，但即使對鋼件表面仔細(xì)地除油除銹成為“潔凈表面”，仍不同程度的存在一層鈍化膜，嚴(yán)重地影響了對滲劑的分解和活性碳原子的吸收作用。這樣使?jié)B碳工藝周期長、能耗大，成本高。
本發(fā)明的目的是在不改變常規(guī)的滲碳爐的情況下，尋求一種氣體快速滲碳的新方法，使?jié)B碳的工藝周期縮短，操作簡便，節(jié)約能源，降低成本。
本發(fā)明的技術(shù)解決方法是鋼件入滲碳爐后，通入小流量的滲碳劑(任何種類的滲劑)，爐內(nèi)形成氧化氣氛，在逐漸排氣和鋼件溫度逐漸上升的過程中，鋼件表面生成一層均勻的氧化膜(Fe3O4)，然后逐漸加大滲劑流量，滲劑流量以排氣孔不產(chǎn)生明顯黑煙為宜，排除爐內(nèi)空氣，使?fàn)t內(nèi)形成滲碳?xì)夥眨藭r鋼件表面的氧化膜很快被爐氣中的氫等還原得到分解CO、CH4等的活潑觸媒-初生鐵，使鋼件表面形成活化狀態(tài)的潔凈表面。活化狀態(tài)的初生鐵強(qiáng)烈的吸附及催化作用，在較小的能量狀態(tài)下促使?jié)B劑分解，有效地提高了鋼件表面的活性碳原子濃度。活化狀態(tài)的初生鐵具有強(qiáng)烈的吸附作用，吸附的活性碳原子進(jìn)一步浸入晶格被鐵吸收(溶解和化合)，獲得很高的表面碳濃度梯度，進(jìn)而使碳的擴(kuò)散得到加速，整個滲碳過程在較短時間內(nèi)就可完成。鋼件的氧化、還原、滲碳和擴(kuò)散等幾個階段都在滲碳爐中一次完成。
本發(fā)明修改了過去的傳統(tǒng)觀念，認(rèn)為控制得當(dāng)，裝爐時帶入的空氣對催滲有很大作用。采用了先氧化，再還原，后滲碳的方法，使?jié)B碳的工藝周期比通常的滴注式氣體滲碳的工藝周期縮短40%，滲劑節(jié)約44.2%，節(jié)電26.7%，且減少設(shè)備磨損，使生產(chǎn)成本下降。同時，鋼件的質(zhì)量合格率達(dá)100%，硬度在HRC60～64，滲層組織達(dá)到JB1673-75的標(biāo)準(zhǔn)，馬氏體別為2～3級(如圖2所示)，炭化物為一級(如圖3所示)。
圖1為鋼件活化催滲氣體快速滲碳工藝曲線。
圖2為馬氏體級別圖片。
圖3為碳化物級別圖片。
以下，結(jié)合附圖1說明本發(fā)明的實(shí)施例設(shè)備采用RJJ-75-9T井式氣體滲碳爐，滲劑為煤油，每100滴滲劑3.8毫升，滲碳深度1.04毫米。
1.準(zhǔn)備階段將潔凈的鋼件裝入料筐或夾具中，鋼件之間疏密一致並留有5～10毫米間隙。
2.氧化、還原、排氣階段滲碳爐溫度升至920℃時，把裝有鋼件的料筐或夾具裝爐，裝爐完畢后，以每分鐘25～30滴的流量滴入煤油，15分鐘后(視裝爐量定)，從觀察孔可見料筐暗紅色，筐內(nèi)鋼件黑紅色，這時，鋼件表面的氧化膜已基本完成。然后，放入試棒，將滲劑流量從每分鐘30滴逐漸加大到每分鐘200滴，使?fàn)t內(nèi)空氣逐漸排出，從而，同時使氧化膜還原成初生鐵。
3.滲碳階段鋼件入爐60分鐘后，爐溫上升至920℃，將滲劑流量加大到每分鐘180～220滴(視裝爐量調(diào)整)進(jìn)行滲碳。
4.擴(kuò)散階段鋼件滲碳2小時后，降低滲碳滴量至每分鐘120滴，使?fàn)t內(nèi)碳勢降低，進(jìn)行擴(kuò)散。
5.降溫出爐出爐半小時，取出試棒，測定實(shí)際滲層，達(dá)到要求后降溫，滲劑流量降到每分鐘60滴，直接淬火的鋼件降溫至860℃左右出爐淬火，重新加熱淬火的鋼件爐溫降至880℃出爐。
權(quán)利要求
1.一種鋼件活化催滲氣體快速滲碳法，它包括排氣、滲碳、擴(kuò)散階段，其特征在于把鋼件裝入滲碳爐后，通入小流量的滲碳劑，使?fàn)t內(nèi)形成氧化氣氛，並在鋼件表面生成一層均勻的氧化膜后，再還原成初生鐵，然后用常規(guī)滲碳法進(jìn)行滲碳、擴(kuò)散。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1的滲碳法，其特征在于上述鋼件的氧化、還原、滲碳、擴(kuò)散都在滲碳爐中一次完成。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1的滲碳法，其特征在于上述滲劑為任何種類的滲劑。
專利摘要
鋼件活化催滲氣體快速滲碳法，屬于鋼件的化學(xué)熱處理工藝，適用于鋼件深、淺層滲碳。通常的鋼件氣體滲碳存在工藝周期長的缺陷。本發(fā)明的滲碳法，是鋼件入爐后，將鋼件先氧化，再還原成初生鐵，然后采用常規(guī)的氣體滲碳法滲碳，由于初生鐵具有強(qiáng)烈的吸附和催化作用，使?jié)B碳加速，本滲碳法比常規(guī)的滲碳法工藝周期縮短40％，滲劑節(jié)約44.2％，節(jié)電26.7％，降低了生產(chǎn)成本。
文檔編號C23C8/08GK87100494SQ87100494
公開日1988年8月10日 申請日期1987年1月27日
發(fā)明者施教閣 申請人:云南省摩托車廠導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan