45钢传动轴快速离子渗氮方法.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CN106086777A(43)申请公布日2016.11.09(21)申请号201610581077.1(22)申请日2016.07.21(71)申请人常州大学地址213164江苏省常州市武进区滆湖路1号(72)发明人胡静缪斌(74)专利代理机构常州市维益专利事务所(普通合伙)32211代理人王凌霄(51)Int.Cl.C23C8/38(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图3页(54)发明名称45钢传动轴快速离子渗氮方法(57)摘要本发明涉及一种45钢传动轴快速离子渗氮方法，从45钢传动轴上取样，加工切割成试样；去除试样表面油污；将试样先后进行调质处理和打磨处理，打磨处理后在有机溶剂中进行超声波清洗、吹干；将试样进行喷砂处理，喷砂处理后在有机溶剂中进行超声波清洗、吹干；将试样置于离子氮化炉中，氢气溅射，通入干燥的空气进行离子预氧化处理；进行离子渗氮表面处理，试样冷却至室温。本发明的有益效果是：操作流程简单便捷，离子预氧化采用气体为空气，易采集，成本低，且能够在短时间内提高渗氮速率与渗层厚度，具有高效、节能的优势，可实现大面积工业化生产。CN106086777ACN106086777A权利要求书1/1页1.一种45钢传动轴快速离子渗氮方法，其特征是：包括以下步骤：(1)从45钢传动轴上取样，加工切割成试样；(2)去除试样表面油污；(3)将试样先后进行调质处理和打磨处理，打磨处理后在有机溶剂中进行超声清洗、吹风机吹干；(4)将试样进行喷砂处理，喷砂处理后在有机溶剂中进行超声清洗、吹风机吹干；(5)将试样置于离子氮化炉中，抽真空至10Pa以下，通入氢气溅射30min，炉内压力保持300Pa，氢气流量为500mL/min；溅射结束后，待炉温升高至300℃时，关闭氢气，进行离子预氧化处理；待炉温升高至510℃时，进行离子渗氮表面处理，保温时间为4h，保温结束后，试样冷却至室温。2.根据权利要求1所述的45钢传动轴快速离子渗氮方法，其特征是：所述的步骤(1)中加工切割成试样尺寸为10mm×10mm×5mm。3.根据权利要求1所述的45钢传动轴快速离子渗氮方法，其特征是：所述的步骤(2)中的去除油污是试样浸泡于50mL的无水乙醇中进行清洗，浸泡时间为12h。4.根据权利要求1所述的45钢传动轴快速离子渗氮方法，其特征是：所述的步骤(3)中调质处理为先升温至840℃保温12min，水冷至室温，再升温至580℃保温30min，水冷至室温。5.根据权利要求1所述的45钢传动轴快速离子渗氮方法，其特征是：所述的步骤(3)中打磨处理为将试样分别用500#～2000#的SiC砂纸进行打磨至镜面，打磨处理后试样浸泡于无水乙醇中进行超声清洗15min。6.根据权利要求1所述的45钢传动轴快速离子渗氮方法，其特征是：所述的步骤(4)中喷砂处理为试样用46目棕刚玉砂进行喷砂，喷砂时试样与喷嘴之间的距离为5cm，角度呈45°，喷砂处理时间为15min，喷砂处理后试样浸泡于无水乙醇中进行超声波清洗15min。7.根据权利要求1所述的45钢传动轴快速离子渗氮方法，其特征是：所述的步骤(5)中离子氮化炉型号为：LD-8CL，20KW。8.根据权利要求1所述的45钢传动轴快速离子渗氮方法，其特征是：所述的步骤(5)中离子预氧化处理具体操作为：采用干燥的空气作为气源，预氧化时间为30min，通入空气流量为3L/min，炉内压力保持300Pa。9.根据权利要求1所述的45钢传动轴快速离子渗氮方法，其特征是：所述的步骤(5)中离子渗氮处理具体操作为：采用氢气和氮气混合气体，氮气与氢气的流量分别为200mL/min和600mL/min，气体压力保持为400Pa。10.根据权利要求1所述的45钢传动轴快速离子渗氮方法，其特征是：所述的步骤(5)中冷却方式为随炉冷却，冷却后采用DMI-3000M型光学金相显微镜观察截面显微组织，并测量化合物层厚度。2CN106086777A说明书1/5页45钢传动轴快速离子渗氮方法技术领域[0001]本发明属于金属表面化学热处理方法领域，涉及一种45钢传动轴快速离子渗氮方法。背景技术[0002]45钢作为一种优质碳素结构钢，具有良好的力学性能，如较高的强度和较好的切削加工性，经调质处理后可获得一定的韧性、塑性和耐磨性，故而被广泛应用于各种重要的结构零件。但是，随着其应用范围的扩大，对材料性能的要求日趋严格，因此，为了能让45钢能够适应不同的工作环境，一般都需要对其进行表面处理，常用的技术方法有盐浴处理、气体渗氮和离子渗氮等。其中，离子渗氮作为一种应用较为广泛的化学热处理技术，能够显著提高材料的耐磨性、硬度和耐蚀性等其他性能。传统离子渗氮具有许多优点，如无污染、工件变形