一种渗碳淬火的热处理方法[发明专利]

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 CN 112593183 A(43)申请公布日 2021.04.02

(21)申请号 202011152592.0(22)申请日 2020.10.26

(71)申请人 江苏聚源电气有限公司

地址 226500 江苏省南通市如皋市如城镇

邓园路1号(72)发明人 乔亚杰　程孝成　赵兴旺　于海峰　(74)专利代理机构 北京和信华成知识产权代理

事务所(普通合伙) 11390

代理人 席卷(51)Int.Cl.

C23C 8/22(2006.01)C21D 1/18(2006.01)C21D 1/74(2006.01)C21D 11/00(2006.01)

权利要求书1页 说明书3页

CN 112593183 A()发明名称

一种渗碳淬火的热处理方法(57)摘要

本发明公开了一种渗碳淬火的热处理方法，应用于普通低碳钢、低碳合金钢工件正常要求的气体渗碳淬火生产，具体包括如下步骤：S1、首先将工件装入渗碳炉，工件在渗碳炉中进行强渗段处理和扩散段处理；强渗段处理的渗碳温度为915℃‑925℃，强渗段处理的碳势为1.1%‑1.2%；扩散段处理的渗碳温度为905℃‑915℃，扩散段处理的碳势为0.8%‑0.9%；强渗段处理和扩散段处理的渗碳保温时间比例为11:9；S2、随渗碳炉降温淬火；S3、淬火油冷；S4、回火；本发明既确保了低碳合金钢工件的硬度以及硬化层深度，同时确保了细化金相组织符合国标，稳定提高渗碳淬火质量。

CN 112593183 A

权　利　要　求　书

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1.一种渗碳淬火的热处理方法，应用于普通低碳钢、低碳合金钢工件正常要求的气体渗碳淬火生产，其特征在于：具体包括如下步骤：

S1、首先将工件装入渗碳炉，所述工件在所述渗碳炉中进行强渗段处理和扩散段处理；所述强渗段处理的渗碳温度为915℃‑925℃，所述强渗段处理的碳势为1.1%‑1.2%；所述扩散段处理的渗碳温度为905℃‑915℃，所述扩散段处理的碳势为0.8%‑0.9%；所述强渗段处理和所述扩散段处理的渗碳保温时间比例为11:9；

S2、随渗碳炉降温淬火，将步骤S1中得到的工件在渗碳炉中以905℃‑915℃的温度环境保持0.4‑0.6h小时后，工件在渗碳炉中以810℃‑820℃的温度环境进行淬火；

S3、淬火油冷，将步骤S2中得到的工件浸入淬火油中冷却，油温为40℃‑80℃，所述淬火油冷时间为20‑30min；

S4、回火，将步骤S3中得到的工件进行低温回火，所述低温为160℃‑200℃，所述回火时间为2‑3h。

2.根据权利要求1所述的一种渗碳淬火的热处理方法，其特征在于：在所述步骤S1中，采用丙烷+甲醇+平衡空气的渗剂气氛，并使用碳势氧探头监测控制所述渗碳炉内部的碳势。

3.根据权利要求1所述的一种渗碳淬火的热处理方法，其特征在于：在所述步骤S4中，工件在回火时冲入氮气进行保护，回火后在空气中进行冷却。

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说　明　书

一种渗碳淬火的热处理方法

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技术领域：

[0001]本发明涉及一种普通低碳钢、低碳合金钢工件加工技术领域，尤其是一种渗碳淬火的热处理方法。

背景技术：[0002]钢的渗碳淬火是常用的化学热处理工艺，将低碳钢、低碳合金钢工件在渗碳介质中加热和保温，使碳原子渗入工件表面，并获得一定深度的渗层，其后进行淬火和低温回火，使工件表面层获得高碳马氏体组织，从而提高工件表面硬度、耐磨性和疲劳强度，而工件心部保持原低碳钢良好的韧性和塑性。

[0003]普通渗碳钢传统的渗碳淬火工艺主要有渗碳后降温直接淬火和渗碳后空冷或缓冷再重新加热淬火两种，而渗碳后降温直接淬火以操作简单、效率高、成本低廉的优势在生产中得以广泛应用，但该工艺不能细化钢在渗碳高温度、长时间下粗化的晶粒、组织，淬火后渗层中经常出现粗大马氏体等不良组织，降低韧性等力学性能，难以满足工件使用性能要求。

发明内容：

[0004]本发明的目的提供一种渗碳淬火的热处理方法，解决上述现有技术问题中的一个或者多个。

[0005]为解决上述技术问题，本发明提供一种渗碳淬火的热处理方法，应用于普通低碳钢、低碳合金钢工件正常要求的气体渗碳淬火生产，其创新点在于：具体包括如下步骤：[0006]S1、首先将工件装入渗碳炉，工件在渗碳炉中进行强渗段处理和扩散段处理；强渗段处理的渗碳温度为915℃‑925℃，强渗段处理的碳势为 1.1％‑1.2％；扩散段处理的渗碳温度为905℃‑915℃，扩散段处理的碳势为 0.8％‑0.9％；强渗段处理和扩散段处理的渗碳保温时间比例为11:9；[0007]S2、 ‑915℃的温随渗碳炉降温淬火，将步骤S1中得到的工件在渗碳炉中以905℃度环境保持0.4‑0.6h小时后，工件在渗碳炉中以810℃‑820℃的温度环境进行淬火；[0008]S3、淬火油冷，将步骤S2中得到的工件浸入淬火油中冷却，油温为40℃ ‑80℃，淬火油冷时间为20‑30min；[0009]S4、回火，将步骤S3中得到的工件进行低温回火，低温为160℃‑200℃，回火时间为2‑3h。

[0010]进一步的，在上述步骤S1中，采用丙烷+甲醇+平衡空气的渗剂气氛，并使用碳势氧探头监测控制渗碳炉内部的碳势。[0011]进一步的，在上述步骤S4中，工件在回火时冲入氮气进行保护，回火后在空气中进行冷却。

[0012]本发明的有益效果在于：[0013]1、本发明提供了一种渗碳淬火的热处理方法，通过合理设置工件的强渗段处理以

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及扩散段处理的渗碳温度，既能确保工件的技术要求、渗碳效率，又能防止工件的金相组织粗大。

[0014]2、本发明提供了一种渗碳淬火的热处理方法，通过合理设置工件的强渗段处理以及扩散段处理的渗碳碳势，确保了工件的技术要求，又能防止工件的金相组织粗大。[0015]3、本发明提供了一种渗碳淬火的热处理方法，通过合理设置低碳合金钢工件的强渗段处理以及扩散段处理渗碳时间的比例，既能满足低碳合金钢工件的渗碳层硬度以及硬化层深度，又满足了金相组织的要求。[0016]4、本发明提供了一种渗碳淬火的热处理方法，通过合理设置低碳合金钢工件的淬火温度，确保了低碳合金钢工件的表面硬度以及细化组织。[0017]5、本发明提供了一种渗碳淬火的热处理方法，通过合理设置低碳合金钢工件的淬火油冷时间以及油冷温度，确保了低碳合金钢工件的淬透层深度，防止淬火应力过大而产生缺陷。[0018]6、本发明提供了一种渗碳淬火的热处理方法，通过合理设置低碳合金钢工件的回火温度和回火时间，保证工件的硬度等要求，消除淬火应力，防止工件产生裂纹。具体实施方式：

[0019]为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。[0020]本发明提供一种渗碳淬火的热处理方法，应用于孔径小于50mm的低碳合金工件，应用于普通低碳钢、低碳合金钢工件正常要求的气体渗碳淬火生产，具体包括如下步骤：[0021]S1、首先将工件装入渗碳炉，工件在渗碳炉中进行强渗段处理和扩散段处理；强渗段处理的渗碳温度为915℃‑925℃，强渗段处理的碳势为 1.1％‑1.2％；扩散段处理的渗碳温度为905℃‑915℃，扩散段处理的碳势为 0.8％‑0.9％；强渗段处理和扩散段处理的渗碳保温时间比例为11:9；[0022]S2、随渗碳炉降温淬火，将步骤S1中得到的工件在渗碳炉中以905℃ ‑915℃的温度环境保持0.4‑0.6h小时后，工件在渗碳炉中以810℃‑820℃的温度环境进行淬火；[0023]S3、淬火油冷，将步骤S2中得到的工件浸入淬火油中冷却，油温为40℃ ‑80℃，淬火油冷时间为20‑30min；[0024]S4、回火，将步骤S3中得到的工件进行低温回火，低温为160℃‑200℃，回火时间为2‑3h。

[0025]在本发明中，在上述步骤S1中，采用丙烷+甲醇+平衡空气的渗剂气氛，并使用碳势氧探头监测控制渗碳炉内部的碳势。[0026]在本发明中，在上述步骤S4中，工件在回火时冲入氮气进行保护，回火后在空气中进行冷却。

[0027]实施例1[0028]以传动轴、齿轮为例进行说明，经过本发明提供的渗碳淬火的热处理方法，传动轴的具体参数如下，表面硬度：55‑60HRC，有效硬化层深：0.8‑1.2mm，渗层：马氏体+残余奥氏体是1‑4级，碳化物是1‑3级，心部是马氏体+贝氏体+铁素体是1‑4级。[0029]实施例2

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以轴承为例进行说明，，经过本发明提供的渗碳淬火的热处理方法，轴承的具体参

数如下，表面硬度：58‑62HRC，有效硬化层深：0.6‑1.0mm，渗层：马氏体+残余奥氏体是2‑4级，碳化物是1‑2级，心部是马氏体+贝氏体 +铁素体是1‑3级。[0031]在本发明中，实施例1和实施例2中在经过本发明提供的渗碳淬火热处理方法后，传动轴、齿轮以及轴承的各项性能指标均符合国家标准。[0032]本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

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