[其他]鋼件活化催滲氣體快速滲碳法

無效

• 申請號: 87100494
• 申請日: 1987-01-27
• 公開（公告）號: CN87100494A
• 公開（公告）日: 1988-08-10
• 發明（設計）人: 施教閣
• 申請（專利權）人: 云南省摩托車廠
• 主分類號: C23C8/22
• 分類號: C23C8/22
• 代理公司: 云南省專利事務所
• 代理人: 歐亞平,陳寶琴

本發明屬鋼件的化學熱處理方法，特別是鋼件活化催滲氣體快速滲碳的方法。

通常氣體滲碳法，鋼件裝入滲碳爐后，加大滲劑流量，盡快排除爐內空氣，得到滲碳氣氛，認為若排氣不好，會引起鋼件表面氧化，影響滲碳層的均勻性，並造成滲碳速度慢，滲層含碳量低等缺陷。鋼件入爐前，都要進行除去油污和鐵銹的工作，但即使對鋼件表面仔細地除油除銹成為“潔凈表面”，仍不同程度的存在一層鈍化膜，嚴重地影響了對滲劑的分解和活性碳原子的吸收作用。這樣使滲碳工藝周期長、能耗大，成本高。

本發明的目的是在不改變常規的滲碳爐的情況下，尋求一種氣體快速滲碳的新方法，使滲碳的工藝周期縮短，操作簡便，節約能源，降低成本。

本發明的技術解決方法是鋼件入滲碳爐后，通入小流量的滲碳劑（任何種類的滲劑），爐內形成氧化氣氛，在逐漸排氣和鋼件溫度逐漸上升的過程中，鋼件表面生成一層均勻的氧化膜（Fe₃O₄），然后逐漸加大滲劑流量，滲劑流量以排氣孔不產生明顯黑煙為宜，排除爐內空氣，使爐內形成滲碳氣氛，此時鋼件表面的氧化膜很快被爐氣中的氫等還原得到分解CO、CH₄等的活潑觸媒-初生鐵，使鋼件表面形成活化狀態的潔凈表面。活化狀態的初生鐵強烈的吸附及催化作用，在較小的能量狀態下促使滲劑分解，有效地提高了鋼件表面的活性碳原子濃度。活化狀態的初生鐵具有強烈的吸附作用，吸附的活性碳原子進一步浸入晶格被鐵吸收（溶解和化合），獲得很高的表面碳濃度梯度，進而使碳的擴散得到加速，整個滲碳過程在較短時間內就可完成。鋼件的氧化、還原、滲碳和擴散等幾個階段都在滲碳爐中一次完成。

本發明修改了過去的傳統觀念，認為控制得當，裝爐時帶入的空氣對催滲有很大作用。采用了先氧化，再還原，后滲碳的方法，使滲碳的工藝周期比通常的滴注式氣體滲碳的工藝周期縮短40%，滲劑節約44.2%，節電26.7%，且減少設備磨損，使生產成本下降。同時，鋼件的質量合格率達100%，硬度在HRC60～64，滲層組織達到JB1673-75的標準，馬氏體別為2～3級（如圖2所示），炭化物為一級（如圖3所示）。

圖1為鋼件活化催滲氣體快速滲碳工藝曲線。

圖2為馬氏體級別圖片。

圖3為碳化物級別圖片。

以下，結合附圖1說明本發明的實施例：

設備采用RJJ-75-9T井式氣體滲碳爐，滲劑為煤油，每100滴滲劑3.8毫升，滲碳深度1.04毫米。

1.準備階段：將潔凈的鋼件裝入料筐或夾具中，鋼件之間疏密一致並留有5～10毫米間隙。

2.氧化、還原、排氣階段：滲碳爐溫度升至920℃時，把裝有鋼件的料筐或夾具裝爐，裝爐完畢后，以每分鐘25～30滴的流量滴入煤油，15分鐘后（視裝爐量定），從觀察孔可見料筐暗紅色，筐內鋼件黑紅色，這時，鋼件表面的氧化膜已基本完成。然后，放入試棒，將滲劑流量從每分鐘30滴逐漸加大到每分鐘200滴，使爐內空氣逐漸排出，從而，同時使氧化膜還原成初生鐵。

3.滲碳階段：鋼件入爐60分鐘后，爐溫上升至920℃，將滲劑流量加大到每分鐘180～220滴（視裝爐量調整）進行滲碳。

4.擴散階段：鋼件滲碳2小時后，降低滲碳滴量至每分鐘120滴，使爐內碳勢降低，進行擴散。

5.降溫出爐：出爐半小時，取出試棒，測定實際滲層，達到要求后降溫，滲劑流量降到每分鐘60滴，直接淬火的鋼件降溫至860℃左右出爐淬火，重新加熱淬火的鋼件爐溫降至880℃出爐。