Cr12MoV钢的氮碳共渗优化工艺.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103290354A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103290354103290354A(43)申请公布日2013.09.11(21)申请号201210044539.8(22)申请日2012.02.24(71)申请人上海汇众汽车制造有限公司地址200122上海市浦东新区浦东南路1493号(72)发明人陶立民孙文娟曹韵牧马梅艳郑海钧(74)专利代理机构上海专利商标事务所有限公司31100代理人喻学兵(51)Int.Cl.C23C8/32(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书4页说明书4页附图1页附图1页(54)发明名称Cr12MoV钢的氮碳共渗优化工艺(57)摘要本发明的目的在于提供Cr12MoV钢的氮碳共渗优化工艺，以增强材料的耐磨性能。Cr12MoV钢的氮碳共渗优化工艺，其特征在于，具有工艺参数：工艺温度在510℃至520℃之间，NH3∶CO2(体积百分比)在8∶1至12∶1之间，NH3流量为40mL/min至60mL/min之间，炉压为在500Pa至700Pa之间。还加入稀土La进行等离子氮碳共渗，通过炉压的控制来调控稀土La的溅射量，以定量调节稀土La离子在炉内气氛中的浓度，对稀土La在使用前后进行精确的定量称重，稀土La在炉内的浓度与稀土的失重量成正比关系，从而实现稀土La的定量催渗。CN103290354ACN1032954ACN103290354A权利要求书1/1页1.Cr12MoV钢的氮碳共渗优化工艺，其特征在于，具有工艺参数：工艺温度在510℃至520℃之间，NH3∶CO2(体积百分比)在8∶1至12∶1之间，NH3流量为40mL/min至60mL/min之间，炉压为在500Pa至700Pa之间。2.如权利要求1所述的Cr12MoV钢的氮碳共渗优化工艺，其特征在于还加入稀土La进行等离子氮碳共渗，通过炉压的控制来调控稀土La的溅射量，以定量调节稀土La离子在炉内气氛中的浓度，对稀土La在使用前后进行精确的定量称重，稀土La在炉内的浓度与稀土的失重量成正比关系，从而实现稀土La的定量催渗。3.如权利要求2所述的Cr12MoV钢的氮碳共渗优化工艺，其特征在于所述稀土La的重量为10.41g。4.如权利要求3所述的Cr12MoV钢的氮碳共渗优化工艺，其特征在于所述稀土La为10×10×6mm的块状。2CN103290354A说明书1/4页Cr12MoV钢的氮碳共渗优化工艺技术领域[0001]本发明涉及离子氮碳共渗法，尤其涉及Cr12MoV钢在等离子体氮碳共渗法。背景技术[0002]目前市场上的Cr12MoV钢很少采用稀土定量催渗进行氮碳共渗(NH3+CO2)，本发明涉及在探究出的优化等离子体氮碳共渗工艺参数上运用稀土La进行定量催渗。在汽车制造业中，冲压件占汽车零部件有超过一半的比例。模具的失效形式和维修保养状况是影响产品合格率和生产成本的最重要原因之一。其中，冷冲模主要用在使金属板料产生塑性变形或分离而加工成形所需的制件方面，对模具材料的硬度、韧性、耐磨性和抗疲劳性能等指标要求都较高。用于生产较大批量工件的模具一般选用优质合金工具钢，例如Cr12MoV，DC53钢等。影响冷冲模具寿命的主要因素有：(1)模具结构设计；(2)制造模具所选材料及其热处理工艺；(3)表面强化及其维护保养。以上三个因素中任何一个出现问题，都可能使模具提前失效，导致模具尺寸精度和表面质量变差，更严重或使模具提前报废。[0003]对于在线使用的冷冲模具，常会遇到提前失效和正常失效。而冷冲模常规的主要失效形式是磨损，因为金属板料在分离、成型、流动过程中与凸、凹模表面存在强烈的摩擦，从而使表面质量变差，甚至模具尺寸精度降低。因此，需要经过多次修磨，包括小修和中修，甚至一两次大修，以延长其使用寿命。对于使用中的冷冲模具，提高其耐磨性能最实用有效方法是对其进行表面修复，加强维修保养。以使模具保持外硬内韧特性。现在实际模具的修复技术主要技术之一就是离子氮碳共渗，因为此种方法具有渗氮速度快，工件变形小，节省能源等优点，所以采用离子氮碳共渗法可以很好的解决模具修复问题。而在实际应用过程中，作为成形冷冲模具，离子氮碳共渗的渗层具有更大的厚度，而并非离子渗氮仅仅具有表面高的硬度，因此离子氮碳共渗对材料的耐磨性能具有更好的作用。另外，稀土元素在表面处理催渗方面已经得到广泛的研究，稀土元素特有的电子层结构和原子尺寸，存在于钢中的稀土具有以下两个特点：①具有较强的化学亲和力；②可降低体系的能量。因此，在氮碳共渗时稀土元素原子周围将形成包含氮、碳的原子气团，在共渗时，稀土的加入可以促进C、N原子的扩散。而在现有研究中主要是针对稀土定性催渗，例如专利《稀土催渗离子硫、氮、碳共渗渗剂