[发明专利]一种表面高硬度高耐磨零件的加工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种零件的加工方法，尤其涉及一种表面高硬度高耐磨零件的加工方法。 

背景技术

一般来说，小而复杂的零件，比如说用于链条装配机的零件，对尺寸精度的要求都比较高，且还需要具有高硬度高耐磨性等性能。到目前为止，一般都是采用优质高碳钢材料经下料、粗磨平面、加工孔槽等尺寸、淬火、精磨平面、线切割头部形状等工序才能获得符合要求的小零件，虽然高碳钢材料淬火后能满足小零件对高硬度高耐磨的要求，但是高碳钢材料在淬火状态下极容易变形，这样就会缩短零件的使用寿命，更为严重的是，因为淬火前所留余量是有一定限制的，变形过大的零件就只能报废处理，这样造成了材料的浪费，耗时耗力，生产成本也相应增加；且因为零件淬火前要粗磨平面，淬火后还要对零件进行精磨平面，而精磨比粗磨耗时更多，砂轮磨损更大，这样也造成了加工高硬度高耐磨零件耗时增加，且对磨床砂轮和零件的磨损更大，工作效率低。 

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术中采用高碳钢材料加工表面高硬度高耐磨零件在淬火状态下极容易变形，会缩短零件的使用寿命，更可能直接导致将变形过大的零件作报废处理，造成对浪费的材料，生产成本增加、耗时耗力，且对磨床砂轮的磨损增大，工作效率低等上述缺陷，提供一种对材料利用率高、省时省力、能降低对磨床砂轮和零件的磨损以及工作效率高的表面高硬度高耐磨零件的加工方法，且该方法加工的零件使用寿命长。 

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种表面高硬度高耐磨零件的加工方法，采用中碳钢作为工件原料；将工件原料依次按以下工艺步骤处理：下料、磨平面、加工孔槽、线切割和氮化处理；所述氮化处理工艺包括如下步骤： 

（1）将工件置于加热炉内，且工件之间保持1mm以上的间隙； 

（2）向加热炉内充氨气，在循环流动的氨气气氛中均匀加热至450-500°C，恒温120-180分钟； 

（3）待加热炉冷却至200°C以下时，将工件调出加热炉外冷却至常温。 

在本发明所述的表面高硬度高耐磨零件的加工方法中，步骤（2）充氨气后，加热炉内氨 气占总容量的50%-80%，氧气占0.1%-0.9%，其余为氮气。 

在本发明所述技术方案中，表面高硬度高耐磨零件是采用中碳钢系列材料作为工件原料制成的。因为高碳钢热处理后可以得到高硬度和较好的耐磨性，退火状态下硬度适中，还具有较好的可切削性，且高碳钢材料易得，所以目前在表面高硬度高耐磨零件的生产过程都基本都采用高碳钢作为原材料，但是高碳钢的冷塑性变形能力差，由于含碳量高，淬透性低，水淬时完全淬透的直径一般仅为15-18mm，油淬时完全淬透的最大直径或厚度（95%马氏体）仅为6mm左右，并易变形开裂，又因为在淬火前板材所留余量是有一定限制的，这样就可能因为变形过大时零件不能使用，只能报废处理；而中碳钢具有一定的塑形、韧性和强度，切削性良好，调质处理后有很好的综合力学性能，本发明中采用中碳钢系列材料，如40Cr中碳钢，进行氮化处理，经过对成品的检测，采用中碳钢系列材料按照本发明所述技术方案进行处理后获得的零件表面硬度为700-840HV0.2，渗氮层厚度为0.3-0.38mm，故由此可证明采用本发明所述技术方案进行加工不仅显著提高了零件表面硬度、耐磨性、抗腐蚀和疲劳性能，而且零件表面渗氮层厚度也达到了所需要求；并且氮化处理时温度控制在450-500°C，温度比较低，渗氮时模具芯部没有发生相变，因此变形较小，一方面可以避免高碳钢因为淬火后变形过大而导致报废的后果，保证了零件比较长的使用寿命，也在一定程度上提高了对材料的利用率，另一方面也因为变形较小使得在下料时所留余量可以比较小，也提高了材料利用率；另外，采用本发明所述技术方案对工件进行处理时，只需要对工件进行一次磨平面，在氮化处理后因为变形量小，零件可一次性加工到成品尺寸，不需要留精磨余量进行二次加工，从而降低了对平面磨床砂轮和零件的磨损，提高了工作效率，省时省力。 

在本发明所述表面高硬度高耐磨零件的加工方法中，将中碳钢材料进行氮化处理前要依次按如下工艺步骤进行处理：下料、磨平面、加工孔槽以及线切割，在本发明中，以上工艺步骤均为公知技术，采用本领域中常规工艺步骤即可实现本发明所述技术方案。