一种工具钢表面渗碳改性的热处理方法.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CN108468014A(43)申请公布日2018.08.31(21)申请号201810339234.7C22C38/60(2006.01)(22)申请日2018.04.16(71)申请人岭南师范学院地址524048广东省湛江市赤坎区寸金路29号(72)发明人弓满锋黄维洛宋日汉杨仁镁司徒俏玲张嘉纯(74)专利代理机构广州粤高专利商标代理有限公司44102代理人刘瑶云陈伟斌(51)Int.Cl.C23C8/66(2006.01)C22C38/22(2006.01)C22C38/04(2006.01)C22C38/02(2006.01)权利要求书1页说明书7页附图2页(54)发明名称一种工具钢表面渗碳改性的热处理方法(57)摘要本发明公开了一种工具钢表面渗碳改性的处理方法。该方法包括以下步骤：将工具钢用特殊渗碳剂埋覆于渗碳箱中，将气氛炉升温至850～900℃，直接热装钢材，装炉温度≥600℃，对钢材进行透烧；在气氛炉中加热到800～900℃，保温100～140min后，在1～30min内继续升温至1000～1020℃，然后保温4～6h，对钢材进行渗碳处理；渗碳完成后，于炉内820～860℃保温0.5～1.5h，降温至250～300℃后，取出钢材，冷却到室温。本发明能够提高工具钢的硬度和耐磨性，钢材表面硬度约比未处理的工具钢高15%～20%，刀具寿命提高5～6倍，大大提高了钢材的使用价值，应用前景广阔。CN108468014ACN108468014A权利要求书1/1页1.一种工具钢表面渗碳改性的热处理方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.透烧：将钢材用特殊渗碳剂埋覆于渗碳箱中，将气氛炉升温至850～900℃，直接热装钢材，装炉温度≥600℃，对钢材进行透烧；S2.渗碳：将气氛炉加热到800～900℃，保温100～140min后，在1～30min内继续升温至1000～1020℃，进行渗碳处理4～6h，停止加热；S3.保温及冷却：渗碳完成后，于炉内820～860℃保温0.5～1.5h，降温至250～300℃后，取出钢材，冷却到室温。2.根据权利要求1所述的工具钢表面渗碳改性的热处理方法，其特征在于，所述工具钢的材料的化学式为：5Cr5MoWSi。3.根据权利要求1所述的工具钢表面渗碳改性的热处理方法，其特征在于，所述工具钢的成分包括以下重量百分比的原料：C为0.13%～0.18%、Mo为1.115%～1.165%、Si为0.175%～1.11%、Cr为4.175%～5.15%、Mn为0.12%～0.15%、W为1.1%～1.15%、P≤0.103%、S≤0.103%，余量为Fe。4.根据权利要求1所述的工具钢表面渗碳改性的热处理方法，其特征在于，所述步骤S2中，以碳酸钡、碳酸钠、碳酸钙、炭粉和超细石墨粉的混合物作为渗碳剂进行渗碳。5.根据权利要求4所述的工具钢表面渗碳改性的热处理方法，其特征在于，在所述渗碳剂中，所述碳酸钡的含量为3%～5%，所述碳酸钠的含量为0.5%～1.0%，所述碳酸钙的含量为5%。6.根据权利要求4所述的工具钢表面渗碳改性的热处理方法，其特征在于，所述的炭粉包括普通粒径和超细粒径两种，其中普通粒径炭粉的粒径分布在3.0～5.0mm，超细粒径炭粉的粒径分布在≤1.0mm；所述的超细石墨粉的粒径分布在5～10μm；普通粒径炭粉、超细粒径炭粉和超细石墨粉的体积分数配比为1～2:1～2:2～4。7.根据权利要求4所述的工具钢表面渗碳改性的热处理方法，其特征在于，将新、旧渗碳剂混合使用，其中新渗碳剂占30%～40%，旧渗碳剂占60%～70%。8.根据权利要求1所述的工具钢表面渗碳改性的热处理方法，其特征在于，所述气氛炉为真空炉，控制真空度为0.1～10Pa。9.权利要求1～8任一所述的热处理方法制备得到的改性工具钢，其特征在于，其表面碳含量为0.25%～0.55%，有效渗碳硬化层深度1.6～2.2mm，硬度为HV30kg=500～600MPa。10.根据权利要求9所述的改性工具钢，其特征在于，所述改性工具钢的力学性能为：屈服强度为350～450MPa，抗拉强度为430～540MPa，延伸率≥20，塑性应变比r为3.33～3.35，应变硬化指数n为0.25～0.28。2CN108468014A说明书1/7页一种工具钢表面渗碳改性的热处理方法技术领域[0001]本发明属于工具钢处理技术领域。更具体地，涉及一种工具钢表面渗碳改性的热处理方法。背景技术[0002]工具钢是一种具有高淬硬性、良好韧性的冷作硬化工具钢，具有良好的切削性能，在制作木材加工、制糖、造纸等工业方面得到广泛的应用。为了满足使用的需要，国内企业参考国际市场上工具钢的技术条件和我国合金工具钢的