一种适用滴注式气体渗碳炉的渗碳方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114214589A(43)申请公布日2022.03.22(21)申请号202111551061.3(22)申请日2021.12.17(71)申请人大连长丰实业总公司地址116038辽宁省大连市甘井子区西北路588号(72)发明人王铮王大宏孙先成王占鸿王维军张金卓南伟(74)专利代理机构大连理工大学专利中心21200代理人梅洪玉(51)Int.Cl.C23C8/22(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称一种适用滴注式气体渗碳炉的渗碳方法(57)摘要本发明公开了一种适用滴注式气体渗碳炉的渗碳方法，属于金属材料热处理技术领域。本发明通过划分渗碳层深度，逐段计算保温时间并累加得到渗碳总保温时间的阶段式渗碳方法，能够实现渗碳深度的精确性，确保渗碳层深度的均匀性；同时渗碳后的产品表面无碳黑积聚和脱碳现象。CN114214589ACN114214589A权利要求书1/1页1.一种适用滴注式气体渗碳炉的渗碳方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：(1)渗碳设备在正式渗碳前的准备若该渗碳设备属于持续使用渗碳，一直维持稳定的渗碳温度及炉内气氛的情况，则不需进行该准备工作；若渗碳设备为间歇性使用，在使用前进行预热及预渗，具体如下：设备预热：设置温度910℃～930℃，对渗碳炉进行通电加热，设备到温后，渗碳炉预热保温时间不少于两小时；设备预渗：设置温度910℃～930℃、碳势1.2％、甲醇辅助滴入量60％、其余滴入煤油；待温度、碳势达到要求后保温30min；(2)渗碳保温时间的计算将要求的渗碳层深度按照表1的渗碳层深度区间进行划分并绘制渗碳层速率‑渗碳层深度曲线图，根据要求的渗碳层深度按曲线图确定每一段的平均渗入速率，然后逐段计算保温时间并累加得到渗碳总保温时间；表1渗层深度与渗入速率(3)阶段性渗碳工艺参数的设置将渗碳过程分为排气段、强渗段、预扩散段、终扩散段，并规定各阶段的碳势、温度、保温时间及甲醇辅助控制比例，具体参数见表2；表2各阶段温度、保温时间、碳势及甲醇辅控要求其中，t为渗碳总保温时间；(4)渗碳后的冷却方式渗碳即将结束前，向渗碳冷却罐内倒入无水乙醇，渗碳结束后将产品迅速转移至冷却罐内冷却。2.根据权利要求1所述的一种适用滴注式气体渗碳炉的渗碳方法，其特征在于，终扩散段保温时间不超过60min。2CN114214589A说明书1/4页一种适用滴注式气体渗碳炉的渗碳方法技术领域[0001]本发明属于金属材料热处理技术领域，涉及一种低碳合金钢在滴注式气体渗碳炉的渗碳处理。背景技术[0002]根据HB/Z159‑2001《航空用钢渗碳、碳氮共渗工艺》中的要求，对于低碳合金钢的滴注式气体渗碳规定仅限于规定了以下几点：[0003]1、渗碳温度：碳素结构钢和合金结构钢推荐渗碳温度为880℃～930℃；[0004]2、渗碳保温时间：按表1进行估算；[0005]表1渗层深度与渗入速率[0006][0007]3、冷却方式：渗碳后一般采取空冷或在保护箱中冷却。[0008]根据以上要求，现有技术方法为：[0009]1)设备设置温度为920℃，到温后滴入渗剂(通常是煤油)，当碳势达到1.0％后，即视为排气结束，随即打开炉门装入产品；[0010]2)产品装入炉中后，继续加热使炉温回复至920℃，同时滴入渗剂并控制滴入速度使碳势保持在1.0％，根据渗碳层深度要求按上述表1中的渗碳保温时间要求来计算渗碳保温时间，当保温时间还剩余30min时，将碳势调整为0.8％至渗碳结束；[0011]3)渗碳保温结束后，将产品转移至密闭的冷却罐内，缓慢冷却。[0012]按照现有技术方法对产品进行渗碳后，主要存在以下缺点：[0013]a.渗碳层深度不满足技术要求，按照现有方法计算的保温时间实际加工后的渗碳层深度往往超出了工艺要求渗碳层深度；[0014]b.渗碳层均匀性差，按HB5354要求：当渗碳层深度不大于0.5mm时，有效硬化层深度偏差值应不超过0.1mm；当渗碳层深度大于0.5mm、不超过1.5mm时，有效硬化层深度偏差值应不超过0.2mm；当渗碳层深度大于1.5mm时，有效硬化层深度偏差值应不超过0.3mm。而按原方法进行渗碳加工时，渗碳层深度均匀性检验常常不合格；[0015]c.产品渗碳层表面碳黑积聚严重，且在冷却过程中十分容易氧化并造成表面脱碳。[0016]基于此，本发明提供了一种适用滴注式气体渗碳炉的渗碳方法。3CN114214589A说明书2/4页发明内容[0017]本发明所要解决的技术问题就是通过改进低碳合金钢在滴注式气体渗碳炉的渗碳处理的方法，一是能够实现渗碳深度的精确性；二是确保渗碳层深度的均匀性；同时渗碳后的产品表面无碳黑积聚和脱碳现象。[0018]本发明