16Cr3NiWMoVNbE材料的二次滲碳工藝方法技術

本發明專利技術涉及一種16Cr3NiWMoVNbE材料的二次滲碳的工藝方法，通過先對非滲碳部位進行保護，對深層要求的滲碳面滲碳，滲碳后對零件繼續加工，加工出滲層滲度要求淺的滲層位置，對于滲碳層深的位置不進行加工，然后將除滲碳位置的其它位置進行保護后，對其進行二次滲碳。本發明專利技術保證了深層滲碳部位滲碳層深度在1.1mm~1.3mm，淺層滲碳部位滲碳層深度在0.2mm~0.5mm范圍內，深層滲碳后表面硬度大于HRC60，淺層滲碳后表面硬度大于HRC52，心部硬度HRC35~45，并使其表面顯微組織及心部的顯微組織符合航標5492的相應要求。

【技術實現步驟摘要】
16Cr3NiWMoVNbE材料的二次滲碳工藝方法
本專利技術涉及一種二次滲碳工藝方法，尤其是一種16Cr3NiWMoVNbE材料的二次滲碳工藝方法。
技術介紹
16Cr3NiWMoVNbE材料是航空領域使用的一種特殊材料，由這種材料加工成零件并進行熱處理，由于航空領域特殊的使用要求，零件在熱處理后要求不同的部位滲碳層深度不一樣，相差很大，深層部位要求1.1mm~1.3mm，淺層部位要求0.2mm~0.5mm，零件在熱處理后要求深層表面硬度要大于HRC60，淺層部位表面硬度大于HRC52，心部硬度為HRC35~45，即能保證內部綜合機械性能指標，又能保證不同表面的高強度和高耐磨性，并保證材料的表面顯微組織及心部的顯微組織符合航標5492《航空鋼制件滲碳、碳氮共滲金相組織檢驗標準》的相應要求。此材料一般的熱處理方式很難達到上述指標，由于滲碳層深度不一致，因此這兩個部位的滲碳工序無法同步進行，需要進行二次滲碳，國內尚沒有成型的技術。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種可以使16Cr3NiWMoVNbE材料深層部位滲碳層深度在1.1mm~1.3mm，淺層部位滲碳層深度在0.2mm~0.5mm范圍內，深層滲碳后表面硬度大于HRC60，淺層滲碳后表面硬度大于HRC52，心部硬度在HRC35~45，并使其表面顯微組織及心部的顯微組織符合航標5492的相應要求的二次滲碳的熱處理方法。本專利技術的工藝路線為：1準備16Cr3NiWMoVNbE材料零件；2將零件在電阻爐中進行調質處理，溫度為910±10℃，保溫時間為1～2h后油冷，在電阻爐中進行加溫至650±30℃，保溫時間為1～2h，空冷，然后機加出零件的深層滲碳面；3將零件除深層滲碳部分外的其它部分保護起來后進行滲碳，設備為可控氣氛滲碳爐，溫度為920±10℃，第一階段采用的碳勢為碳濃度在（0.25～0.45）％C之間，保溫時間為30～40min，第二階段采用的碳勢為碳濃度在（1.00～1.25）％C之間，保溫時間為3～5h，第三階段采用的碳勢為碳濃度（1.00～1.15）%C之間，保溫時間為1～6h；滲碳結束后在可控氣氛滲碳爐中降溫到810±10℃，保溫25～35min，空冷出爐；4將零件在電阻爐中高溫回火，加熱至溫度為680±10℃，保溫時間為3～4h，空冷后出爐；5將零件機加出淺層滲碳部分；6將零件除滲碳面以外的其它部分保護起來后滲碳，設備為可控氣氛滲碳爐，溫度為920±10℃，第一階段采用的碳勢為碳濃度在（0.25～0.45）％C之間，保溫時間為30～40min，第二階段采用的碳勢為碳濃度在（1.00～1.2）％C，保溫時間為1.5～2h；滲碳結束后在可控氣氛滲碳爐中降溫到810±10℃，保溫時間為25～35min，空冷出爐；7在電阻爐中高溫回火，溫度為680±10℃，保溫時間為3～4h，空冷，在可控氣氛爐中淬火，溫度為910±10℃，保溫時間為25～30min加上每1mm最大厚度2～3min，油冷，在冰冷箱中冰冷，溫度為≤－70℃，保溫時間為2～2.5h，空冷，然后在電阻爐中回火，溫度為200±10℃，保溫時間為3～3.5h，空冷；8最終檢驗。如上所述的第7步驟中，所述的淬火也可以將零件轉入鹽浴爐淬火：保溫溫度為910±10℃，冷卻介質為淬火油，保溫時間為：零件最厚截面尺寸值或條件厚度值mm乘以0.5～1min加上3～5min。所述的條件厚度值為實際厚度（壁厚）乘以制件形狀系數，各種截面的制件形狀系數見HB/Z136《航空結構鋼熱處理工藝》。本專利技術采用二次滲碳，在零件加工到一定尺寸后，對非滲碳部位進行保護，對深層要求的滲碳面滲碳，滲碳后對零件繼續加工，加工出滲層滲度要求淺的滲層位置，對于滲碳層深的位置不進行加工，然后將除滲碳位置的其它位置進行保護后，對其進行二次滲碳，這樣對于淺層是進行了一次滲碳，而對于深層采用了二次滲碳。保證深層滲碳部位滲碳層深度在1.1mm~1.3mm，淺層滲碳部位滲碳層深度在0.2mm~0.5mm范圍內，深層滲碳后表面硬度大于HRC60，淺層滲碳后表面硬度大于HRC52，心部硬度HRC35~45，并使其表面顯微組織及心部的顯微組織符合航標5492的相應要求的二次滲碳的熱處理方法。具體實施方式一種16Cr3NiWMoVNbE材料的二次滲碳工藝方法，其步驟為：1準備16Cr3NiWMoVNbE材料零件；2將零件在電阻爐中進行調質處理，溫度為910±10℃，保溫時間為1～2h后油冷，在電阻爐中進行加溫至650±30℃，保溫時間為1～2h，空冷，然后機加出零件的深層滲碳面；3將零件除深層滲碳部分外的其它部分保護起來后進行滲碳，設備為可控氣氛滲碳爐，溫度為920±10℃，第一階段采用的碳勢為碳濃度在（0.25～0.45）％C之間，保溫時間為30～40min，第二階段采用的碳勢為碳濃度在（1.00～1.25）％C之間，保溫時間為3～5h，第三階段采用的碳勢為碳濃度（1.00～1.15）%C之間，保溫時間為1～6h；滲碳結束后在可控氣氛滲碳爐中降溫到810±10℃，保溫25～35min，空冷出爐；4將零件在電阻爐中高溫回火，加熱至溫度為680±10℃，保溫時間為3～4h，空冷后出爐；5將零件機加出淺層滲碳部分；6將零件除滲碳面以外的其它部分保護起來后滲碳，設備為可控氣氛滲碳爐，溫度為920±10℃，第一階段采用的碳勢為碳濃度在（0.25～0.45）％C之間，保溫時間為30～40min，第二階段采用的碳勢為碳濃度在（1.00～1.2）％C，保溫時間為1.5～2h；滲碳結束后在可控氣氛滲碳爐中降溫到810±10℃，保溫時間為25～35min，空冷出爐；7在電阻爐中高溫回火，溫度為680±10℃，保溫時間為3～4h，空冷，在可控氣氛爐中淬火，溫度為910±10℃，保溫時間為25～30min加上每1mm最大厚度2～3min，油冷，在冰冷箱中冰冷，溫度為≤－70℃，保溫時間為2～2.5h，空冷，然后在電阻爐中回火，溫度為200±10℃，保溫時間為3～3.5h，空冷；8最終檢驗。實施例材料為16Cr3NiWMoVNbE的某發動機齒輪花鍵軸，最厚截面尺寸為18mm，要求滲碳后齒輪部分的表面硬度大于HRC60，花鍵處的表面硬度大于HRC53，心部硬度HRC38～46，齒輪處的滲層深度1.0～1.3mm，花鍵處滲層深度0.3～0.6mm，材料的表面顯微組織及心部的顯微組織符合相應的航空標準5492《航空鋼制件滲碳、碳氮共滲金相組織檢驗標準》的相關技術要求。其滲碳步驟為：1準備16Cr3NiWMoVNbE材料零件；2將零件在電阻爐中進行調質處理，溫度為910℃，保溫時間為1h后油冷，在電阻爐中進行加溫至650℃，保溫2h，空冷，然后機加出零件的深層滲碳面；3將零件除深層滲碳部分外的其它部分保護起來后進行滲碳，設備為可控氣氛滲碳爐，溫度為920℃，第一階段采用的碳勢為碳濃度在0.35％C，保溫時間為35min，第二階段采用的碳勢為碳濃度在1.10％C，保溫時間為4h，第三階段采用的碳勢為碳濃度1.10%C，保溫時間為4h；滲碳結束后在可控氣氛滲碳爐中降溫到810℃，保溫30min，空冷出爐；4將零件在電阻爐中高溫回火，加熱至溫度為680℃，保溫時間為3.5h，空冷本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種16Cr3NiWMoVNbE材料的二次滲碳工藝方法，其特征是，所述的工藝方法包括以下步驟：（1）準備16Cr3NiWMoVNbE材料零件；（2）將零件在電阻爐中進行調質處理，溫度為910±10℃，保溫時間為1～2h后油冷，在電阻爐中進行加溫至650±30℃，保溫時間為1～2h，空冷，然后機加出零件的深層滲碳面；（3）將零件除深層滲碳部分外的其它部分保護起來后進行滲碳，設備為可控氣氛滲碳爐，溫度為920±10℃，第一階段采用的碳勢為碳濃度在（0.25～0.45）％C之間，保溫時間為30～40min，第二階段采用的碳勢為碳濃度在（1.00～1.25）％C之間，保溫時間為3～5h，第三階段采用的碳勢為碳濃度（1.00～1.15）%C之間，保溫時間為1～6h；滲碳結束后在可控氣氛滲碳爐中降溫到810±10℃，保溫25～35min，空冷出爐；（4）將零件在電阻爐中高溫回火，加熱至溫度為680±10℃，保溫時間為3～4h，空冷后出爐；（5）將零件機加出淺層滲碳部分；（6）將零件除滲碳面以外的其它部分保護起來后滲碳，設備為可控氣氛滲碳爐，溫度為920±10℃，第一階段采用的碳勢為碳濃度在（0.25～0.45）％C之間，保溫時間為30～40min，第二階段采用的碳勢為碳濃度在（1.00～1.2）％C，保溫時間為1.5～2h；滲碳結束后在可控氣氛滲碳爐中降溫到810±10℃，保溫時間為25～35min，空冷出爐；（7）在電阻爐中高溫回火，溫度為680±10℃，保溫時間為3～4h，空冷，在可控氣氛爐中淬火，溫度為910±10℃，保溫時間為25～30min加上每1mm最大厚度2～3min，油冷，在冰冷箱中冰冷，溫度為≤－70℃，保溫時間為2～2.5h，空冷，然后在電阻爐中回火，溫度為200±10℃，保溫時間為3～3.5h，空冷；（8）最終檢驗。...

【技術特征摘要】
1.一種16Cr3NiWMoVNbE材料的二次滲碳工藝方法，其特征是，所述的工藝方法包括以下步驟：(1)準備16Cr3NiWMoVNbE材料零件；(2)將零件在電阻爐中進行調質處理，溫度為910±10℃，保溫時間為1～2h后油冷，在電阻爐中進行加溫至650±30℃，保溫時間為1～2h，空冷，然后機加工出零件的深層滲碳面；(3)將零件除深層滲碳部分外的其它部分保護起來后進行滲碳，設備為可控氣氛滲碳爐，溫度為920±10℃，第一階段采用的碳勢為碳濃度在(0.25～0.45)％C之間，保溫時間為30～40min，第二階段采用的碳勢為碳濃度在(1.00～1.25)％C之間，保溫時間為3～5h，第三階段采用的碳勢為碳濃度(1.00～1.15)％C之間，保溫時間為1～6h；滲碳結束后在可控氣氛滲碳爐中降溫到810±10℃，保溫25～35min，空冷出爐；(4)將零件在電阻爐中高溫回...

【專利技術屬性】
技術研發人員：曾西軍，師玉英，辛玉武，張瓊，張宇慧，徐奉鑫，李海宏，
申請(專利權)人：哈爾濱東安發動機集團有限公司，
類型：發明
國別省市：