一种渗碳淬火热处理工艺的制作方法

本申请涉及合金热处理领域，尤其是涉及一种渗碳淬火热处理工艺。

背景技术：

1、17crnimo6材料主要应用于传递较大动力和承受较大载荷的齿轮，已广泛用于工程机械、船舶、风力发电等多方位工业领域。由于该材料的cr、ni元素含量较高，淬透性好，使得17crnimo6具有优异的机械性能和力学性能。它的屈服强度和抗拉强度分别为487mpa和698mpa。

2、对于该材料的热处理工艺，现有技术如中国专利文献cn 115287584 b公开的一种中合金渗碳钢的渗碳淬火方法，其包括：将钢材进行渗碳、均温、空冷、高温回火后不进行冷却直接升温至淬火温度进行淬火、低温回火；所述渗碳的碳势为0.7～1.3％c；所述空冷后高温回火之前在升温至高温回火过程中提前加入甲醇在高温回火过程中进行气氛保护；所述甲醇的通入温度为600～640℃；所述高温回火后不进行冷却直接升温至淬火温度；所述高温回火后升温至淬火温度过程中通入异丙醇提前建立碳势；所述异丙醇的通入温度为760～780℃；所述高温回火的温度为600～680℃，所述淬火的温度为800～860℃，所述淬火的碳势为0.6～1.0％c。

3、上述方案以及传统热处理工艺都是渗碳缓冷+高温回火+淬火+低温回火的热处理工艺，其中高温回火的目的是为后续淬火得到均匀细小的碳化物，降低残余奥氏体含量。这种传统渗碳工艺较为保守，生产周期长，效率低，操作复杂。为此，亟需对材料17crnimo6的渗碳淬火工艺进行改进。

技术实现思路

1、本发明针对现有中合金钢材渗碳淬火工艺出现生产周期长，效率低，操作复杂，提供了一种针对中合金钢材渗碳淬火热处理工艺，通过该工艺可保证钢材渗层表面马氏体组织更细化、非马氏体组织层深更浅、热处理变形更小等，大大提高钢材的使用寿命，并且该工艺重复性好，产品质量稳定。

2、本发明的方案为一种渗碳淬火热处理工艺，包括：

3、将中合金钢材依次进行渗碳、扩散、保温后直接进行淬火，再低温回火。

4、优选地，所述渗碳和扩散处理的温度均为935℃±5℃，渗碳的碳势为1.20％±0.05％，扩散的碳势为0.70％±0.05％，所述渗碳和扩散之间无间隔且渗碳与扩散的持续时间的比值为1：0.5。

5、优选地，所述中合金钢材淬火处理时的温度均为820℃±5℃，淬火的碳势为0.60％±0.05％，所述淬火介质的温度为在60℃±10℃。

6、优选地，所述保温处理是在扩散期的温度下停止加热、随炉自然降温至820℃±5℃后保温，渗碳与保温的持续时间的比值为1：0.5。

7、优选地，所述中合金钢材在淬火介质中冷却后，在空气中放置数小时进一步自然冷却至室温后低温回火，低温回火处理的温度为190℃±10℃。

8、优选地，所述渗碳和扩散处理的持续时间与中合金钢材硬化层厚度与齿轮的模数大小呈正比。

9、优选地，所述低温回火处理的持续时间与中合金钢材的尺寸大小呈正比。

10、优选地，所述中合金钢材的材料为17crnimo6，渗碳、扩散、保温、低温回火的持续时间依次为16小时、8小时、3小时、8小时。

11、优选地，所述淬火的介质为油。

12、优选地，所述渗碳、扩散、保温阶段均在同一个井式炉中进行。

13、通过采用上述技术方案，中合金钢材渗碳后直接降温淬火，减少了一次进炉、升温、排气过程，改善非马氏体组织，降低磨削开裂的风险。当渗碳后直接降温淬火，淬火在空气中放置数小时以上，表层大部分过冷奥氏体转变为马氏体，剩余的过冷奥氏体(表层和心部)在放置过程中冷到ms点以下缓慢地转变为马氏体，组织转变完全，最后得到马氏体及少量残余奥氏体。中合金钢材加工的齿轮零件在本发明工艺淬火后的放置过程中，零件表面和心部的温度基本一致，减小了内外温差，减少了热应力和组织应力，将轴外圆热处理变形量控制在0.15mm左右。

14、本发明的热处理工艺对中合金钢材在渗碳过程中主要控制好碳势和加热温度，特别是渗碳后期的碳势和淬火温度，渗碳后直接淬火是可行的。中合金钢材渗碳后直接降温淬火工艺，工艺质量稳定，缩短了生产周期，降低了生产成本，经济效益显著。

技术特征：

1.一种渗碳淬火热处理工艺，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种渗碳淬火热处理工艺，其特征在于，包括如下步骤：

3.根据权利要求2所述的一种渗碳淬火热处理工艺，其特征在于，所述中合金钢材淬火处理时的温度均为820℃±5℃，淬火的碳势为0.60％±0.05％，所述淬火介质的温度为在60℃±10℃。

4.根据权利要求3所述的一种渗碳淬火热处理工艺，其特征在于，所述保温处理是在扩散期的温度下停止加热、随炉自然降温至820℃±5℃后保温，渗碳与保温的持续时间的比值为1：0.5。

5.根据权利要求3所述的一种渗碳淬火热处理工艺，其特征在于，所述中合金钢材在淬火介质中冷却后，在空气中放置数小时进一步自然冷却至室温后低温回火，低温回火处理的温度为190℃±10℃。

6.根据权利要求3所述的一种渗碳淬火热处理工艺，其特征在于，所述渗碳和扩散处理的持续时间与中合金钢材硬化层厚度与齿轮的模数大小呈正比。

7.根据权利要求5所述的一种渗碳淬火热处理工艺，其特征在于，所述低温回火处理的持续时间与中合金钢材的尺寸大小呈正比。

8.根据权利要求1～7任一项所述的一种渗碳淬火热处理工艺，其特征在于，所述中合金钢材的材料为17crnimo6，渗碳、扩散、保温、低温回火的持续时间依次为16小时、8小时、3小时、8小时。

9.根据权利要求8所述的一种渗碳淬火热处理工艺，其特征在于，所述淬火的介质为油。

10.根据权利要求1～7任一项所述的一种渗碳淬火热处理工艺，其特征在于，所述渗碳、扩散、保温阶段均在同一个井式炉中进行。

技术总结本申请涉及一种渗碳淬火热处理工艺，包括：将中合金钢材依次进行渗碳、扩散、保温后直接进行淬火，再低温回火。本发明针对现有中合金钢材渗碳淬火工艺出现生产周期长，效率低，操作复杂，提供了一种针对中合金钢材渗碳淬火热处理工艺，通过该工艺可保证钢材渗层表面马氏体组织更细化、非马氏体组织层深更浅、热处理变形更小等，大大提高钢材的使用寿命，并且该工艺重复性好，产品质量稳定。技术研发人员：王广安,彭宇,张素芳,刘顺平,冉飞受保护的技术使用者：重庆清平机械有限责任公司技术研发日：技术公布日：2025/1/6