一種用于螺絲的碳氮共滲熱處理的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及螺絲加工領(lǐng)域，尤其涉及一種用于螺絲的碳氮共滲的熱處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]螺絲是設(shè)備中常用的零件，隨著現(xiàn)代工業(yè)水平的發(fā)展，對(duì)螺絲硬度、耐磨性、抗蝕性、彎曲強(qiáng)度和接觸疲勞強(qiáng)度等方面提出了更高的要求。熱處理是改善螺絲力學(xué)性能的常用工藝，但當(dāng)前螺絲加工所采用的碳氮共滲工藝具有滲氮層硬度雖高但滲層較淺或滲碳層雖硬化深度大但表面硬度較低的缺點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種用于螺絲的碳氮共滲的熱處理方法。為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明所提供的技術(shù)方案如下:
[0004]一種用于螺絲的碳氮共滲的熱處理方法，包括以下步驟:
[0005]I)將待熱處理的螺絲進(jìn)行清洗；
[0006]2)調(diào)整上料機(jī)速度；
[0007]3)調(diào)整連續(xù)爐的主速進(jìn)行連續(xù)預(yù)熱，預(yù)熱處理為兩段式預(yù)熱，第一段預(yù)熱溫度為600°C，保溫時(shí)間為10-15分鐘，第二段預(yù)熱溫度為600°C，保溫時(shí)間為20-25分鐘；
[0008]4)預(yù)熱后對(duì)螺絲進(jìn)行碳氮共滲處理，其中碳氮共滲溫度控制在860_890°C，碳氮共滲時(shí)間控制在10-15分鐘，碳勢(shì)為1% -1.2%，氨氣流量為0.2-0.5nm3/h ；
[0009]5)進(jìn)行一次淬火，其中淬火溫度控制在820_850°C ；
[0010]6)采用快速光亮油進(jìn)行二次淬火，其中光亮油溫度控制在60_75°C，淬火時(shí)間控制在3_10秒；
[0011 ] 7)對(duì)螺絲進(jìn)行表面清洗；
[0012]8)回火，回火溫度控制在370-420°C，回火時(shí)間為70-90分鐘。
[0013]優(yōu)選地，步驟I)采用溫水高壓噴淋清洗，溫水壓力控制在1-1.5kgf/cm2。
[0014]優(yōu)選地，步驟2)上料機(jī)的速度調(diào)整為30-60Hz/rpm。
[0015]優(yōu)選地，步驟3)中的碳源為丙烷與丁烷的混合氣體。
[0016]優(yōu)選地，在步驟3)的碳氮共滲設(shè)備中具有保護(hù)氣氛，所述保護(hù)氣體為經(jīng)過(guò)了熱處理的氣化甲醇，所述氣化甲醇的流量為6000-9000CC/h。
[0017]優(yōu)選地，步驟5)采用溫水高壓噴淋清洗，水的壓力控制在1-L 5kgf/cm2。
[0018]本發(fā)明的用于螺絲的碳氮共滲的熱處理方法具有以下有益效果:所加工的螺絲的表面硬度高，硬度大于450HVa3，而芯部硬度在280-350HVa3，韌性高，電鍍氫脆風(fēng)險(xiǎn)低，耐磨性和疲勞強(qiáng)度得到提高。
【具體實(shí)施方式】
[0019]以下通過(guò)特定的具體實(shí)例說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說(shuō)明書(shū)所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)與功效。本發(fā)明還可以通過(guò)不同的【具體實(shí)施方式】加以實(shí)施或應(yīng)用，本說(shuō)明書(shū)中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)也可以基于不同觀點(diǎn)與應(yīng)用，在沒(méi)有背離本發(fā)明的精神下進(jìn)行各種修飾或改變。
[0020]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0021]實(shí)施例1
[0022]將待熱處理的螺絲進(jìn)行溫水高壓噴淋清洗，去除螺絲在搓牙過(guò)程中殘留的機(jī)油和柴油，減少對(duì)設(shè)備的污染、保證零件滲碳均勻，清洗過(guò)程中水壓控制為lkgf/cm2。
[0023]將上料機(jī)速度調(diào)整為30Hz/rpm，上料機(jī)將螺絲輸送至連續(xù)爐中，進(jìn)行連續(xù)預(yù)熱碳氮共滲處理，調(diào)整連續(xù)爐的主速進(jìn)行連續(xù)預(yù)熱，預(yù)熱處理為兩段式預(yù)熱，第一段預(yù)熱溫度為600°C，保溫時(shí)間為10分鐘，以降低螺絲在打頭及搓牙時(shí)所產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，減少螺絲的內(nèi)外溫差，消除螺絲因加工硬化所產(chǎn)生的開(kāi)裂和變形，第二段預(yù)熱溫度為860°C，保溫時(shí)間為25分鐘，使加熱螺絲的內(nèi)外溫度一致，螺絲內(nèi)外各部分均完成組織轉(zhuǎn)變、碳化物溶解及奧氏體的成分均勻化，能夠使螺絲得到比較理想的性能，如硬度、韌性、彈性、塑性等。預(yù)熱后對(duì)螺絲進(jìn)行碳氮共滲處理，碳氮共滲溫度控制在860°C，碳氮共滲時(shí)間控制在15分鐘，碳源采用丙烷與丁烷的混合氣體，碳勢(shì)為I %，氨氣流量為0.2nm3/h，采用經(jīng)過(guò)預(yù)處理的氣化甲醇作為保護(hù)氣體，其中氣化甲醇的流量為6000CC/h，碳氮共滲以滲碳為主，同時(shí)滲入氮，這在一定程度上克服了滲氮層硬度雖高但滲層較淺，而滲碳層雖硬化深度大，但表面硬度較低的缺點(diǎn)，碳氮共滲層比滲碳層有更高的硬度、耐磨性、抗蝕性、彎曲強(qiáng)度和接觸疲勞強(qiáng)度。碳氮共滲后進(jìn)行一次淬火，一次淬火溫度為820°C。隨后使用快速光亮油對(duì)螺絲進(jìn)行二次淬火，二次淬火過(guò)程中快速光亮油溫度控制在60°C，淬火時(shí)間為3秒。上述預(yù)熱、碳氮共滲以及一次淬火均在連續(xù)爐中進(jìn)行，整個(gè)過(guò)程持續(xù)53分鐘。
[0024]將淬火后的螺絲進(jìn)行表面清洗，采用溫水高壓噴淋清洗，水的壓力控制在Ikgf/cm2，通過(guò)清洗去除淬火后殘留在表面的淬火油，以保證在回火過(guò)程中螺絲受熱均勻，硬度穩(wěn)定。
[0025]將淬火后的螺絲進(jìn)行回火，回火溫度控制在370°C，回火時(shí)間為90分鐘，因?yàn)榇慊鸷蟮慕M織是馬氏體和殘余奧氏體，并有內(nèi)應(yīng)力產(chǎn)生，馬氏體雖然強(qiáng)度強(qiáng)，硬度高，但塑性差，脆性大，在內(nèi)應(yīng)力作用下容易產(chǎn)生變形和開(kāi)裂，此外，淬火后組織是不穩(wěn)定的，在室溫下就能緩慢分解，產(chǎn)生體積變化而導(dǎo)致變型，因此，淬火后的零件必須進(jìn)行回火才能使用，回火的目的是減少或消除淬火內(nèi)應(yīng)力，穩(wěn)定組織，穩(wěn)定尺寸，降低脆性，獲得所需的力學(xué)性能。
[0026]實(shí)施例2
[0027]將待熱處理的螺絲進(jìn)行溫水高壓噴淋清洗，去除螺絲在搓牙過(guò)程中殘留的機(jī)油和柴油，減少對(duì)設(shè)備的污染、保證零件滲碳均勻，清洗過(guò)程中水壓控制為1.2kgf/cm2。
[0028]將上料機(jī)速度調(diào)整為45Hz/rpm，上料機(jī)將螺絲輸送至連續(xù)爐中，進(jìn)行連續(xù)預(yù)熱碳氮共滲處理，調(diào)整連續(xù)爐的主速進(jìn)行連續(xù)預(yù)熱，預(yù)熱處理為兩段式預(yù)熱，第一段預(yù)熱溫度為600°C，保溫時(shí)間為13分鐘，以降低螺絲在打頭及搓牙時(shí)所產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，減少螺絲的內(nèi)外溫差，消除螺絲因加工硬化所產(chǎn)生的開(kāi)裂和變形，第二段預(yù)熱溫度為870°C，保溫時(shí)間為22分鐘，使加熱螺絲的內(nèi)外溫度一致，螺絲內(nèi)外各部分均完成組織轉(zhuǎn)變、碳化物溶解及奧氏體的成分均勻化，能夠使螺絲得到比較理想的性能，如硬度、韌性、彈性、塑性等。預(yù)熱后對(duì)螺絲進(jìn)行碳氮共滲處理，碳氮共滲溫度控制在870°C，碳氮共滲時(shí)間控制在10分鐘，碳源采用丙烷與丁烷的混合氣體，碳勢(shì)為1.1%，氨氣流量為0.4nm3/h，采用經(jīng)過(guò)預(yù)處理的氣化甲醇作為保護(hù)氣體，其中氣化甲醇的流量為8000CC/h，碳氮共滲以滲碳為主，同時(shí)滲入氮，這在一定程度上克服了滲氮層硬度雖高但