[发明专利]马氏体不锈钢渗碳方法及其制品

说明书

技术领域

本发明涉及金属体表面渗碳方法，具体说，是一种马氏体不锈钢渗碳方法及其制品，以及该制品渗碳后的热处理方法。

背景技术

在不锈钢制品表面渗碳，使其硬化，既保持制品的耐蚀性，又改善制品的耐磨性，在机械制造领域被广泛应用。

目前，澳氏体不锈钢及澳氏体-铁素体不锈钢渗碳工艺已有很多报道，如中国专利公开的《奥氏体金属的渗碳方法及由此制得的奥氏体金属制品》(申请号：97101054.4)、《低碳高铬钢高浓度渗碳方法》(申请号：89104102.8)等，而马氏体不锈钢渗碳工艺尚无先例。但在一些特殊场合，例如飞机的平板阀组件，该组件中有好几个零件，都需要用马氏体不锈钢材料制造，再经渗碳处理，才能满足使用要求，否则，飞机的安全性难于保证。

发明内容

本发明提供一种马氏体不锈钢渗碳方法及其制品，以及该制品渗碳后的热处理方法，可满足上述要求。

本发明的技术方案是：

一种马氏体不锈钢渗碳方法，所述马氏体不锈钢是铬含量10～19重量％，同时还含有Ni、W、Mo、V的马氏体不锈钢；在甲苯气氛中于950～1000℃温度范围内渗碳，包括步骤：

(一).渗碳前预处理，去除油污及钝化膜；

(二).渗碳。

所述渗碳前预处理进一步包括步骤：

(1).表面喷砂；

(2).酸液洗涤去除钝化膜，零件放入10％体积比和磷酸浸泡15分钟后用自来水清洗。

一种马氏体不锈钢制品，该制品用铬含量10～19重量％的马氏体不锈钢制成，具有由上述方法制得的硬化表层。

该马氏体不锈钢制品渗碳后的热处理方法，包括步骤：

①.正火，温度950～1050℃真空正火，保温时间按25～30分钟+2～3分钟/每mm条件厚度，氩气冷却，零件在加热过程中真空度保持在25Pa以上；

②.高温回火，温度为670～690℃，时间为3～4小时，并随炉降温到500℃出炉空冷；

③.淬火，温度950～1000℃真空淬火，油冷；

④.冷处理，温度-50～-70℃，时间2小时，空冷60～90分钟；

⑤.低温回火，温度170～250℃，时间3小时，空冷。

该热处理后马氏体不锈钢制品，在下述钝化液中钝化5分钟：

钝化液配方：20～25体积％硝酸，3～4重量％重铬酸钠，余量是水。

本发明的有益技术效果：

经上述工艺制得的马氏体不锈钢制品，具有良好的技术性能，以1Cr11Ni2W2MoVA马氏体不锈钢制品为例，其渗碳层深度：0.7～1.0mm；渗碳层表面硬度：HRC≥55；非渗碳面硬度：HRC33～45；金相组织：渗碳层碳化物级别、残余奥氏体、中心组织按HB5492-91检查合格；高温回火硬度：HRC≤30。

上述技术指标的平板阀组件零件，完全满足使用要求，有效地提高了飞机的安全性。

附图说明

图1是本发明的工艺流程图

具体实施方式

现以1Cr11Ni2W2MoVA马氏体不锈钢材料渗碳热处理为例，详细说明本发明。

将马氏体不锈钢材料粗加工成零件半成品，留精加工余量。然后按照图1所示的步骤进行处理：

一、表面预处理

将零件半成品表面喷砂，可以除油还可以破坏零件表面钝化膜；必要时，再用10％体积比的磷酸洗涤零件，进一步腐蚀残余钝化膜，将其彻底去除，其化学反应如下：

8H₃PO₄+3Fe₃O₄→6Fe(PO₄)+Fe₃(PO₄)₂+12H₂O

H₃PO₄+Fe→Fe₃(PO₄)₂+H₂↑

3H₂+Cr₂O₃→2Cr+3H₂O

去除表面钝化膜务必彻底，否则将严重影响后序的渗碳，钝化膜会阻止碳原子的渗入，使渗碳极其困难，导致渗碳层各处的深度不一致。喷砂后再酸洗，可彻底去除零件表面钝化膜。

二、用甲苯作渗碳剂，在960～980℃下进行渗碳