[发明专利]一种金属零件表面硬化方法

说明书

本发明公开了一种金属零件表面硬化方法，包括：步骤1)在金属零件的表面涂覆渗硼剂；步骤2)将所述金属零件在室温下放置多个小时，然后放在烘箱中干燥；步骤3)使用半导体变流装置对所述金属零件进行感应渗硼，包括，步骤31)预热阶段，在300‑500℃预热1‑5分钟；步骤32)渗硼阶段，800℃‑950℃温度下2‑10分钟；步骤33)共晶化阶段，1050℃‑1200℃温度下2‑15秒；步骤4)将所述金属零件放置到预定300‑500℃的炉子里随炉冷却；步骤5)将所述金属零件去除残余的渗硼剂。本发明提供的金属零件表面硬化方法，能够提高硬化强度，采用表面感应加热渗硼工艺来生成表面超硬层从而达到耐磨减磨的功效。

技术领域

本发明涉及零件表面硬化技术领域，尤其涉及一种金属零件表面硬化方法。

背景技术

发动机是动力机车的心脏。由于高速运转摩擦磨损最为常见，因此导致机动车动力下降和寿命的降低是非常普遍的现象。活塞、活塞环与缸套之间和凸轮轴与气门顶端的挺柱体之间的摩擦副是发动机的主要动力产生部件中的关键摩擦副，而齿轮和轴承和他们相对应的摩擦副则是关键传动部件中的摩擦损耗。发动机结构复杂，由于摩擦导致的修复修理工作更为耗时。

现有的凸轮轴表面硬化工艺存在以下问题：1、硬度还不是特别高从而摩擦磨损严重；2、高温表面或者整体热处理影响组织结构与性能；3、表面硬化层深度和结构不一致；4、高温涂层存在界面结合缺陷；5、摩擦副的匹配需要进一步优化。

因此，如何提供一种金属零件表面硬化方法，以提高硬化强度，是目前本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种金属零件表面硬化方法，以提高硬化强度。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种金属零件表面硬化方法，包括：

步骤1)在金属零件的表面涂覆渗硼剂；

步骤2)将所述金属零件在室温下放置多个小时，然后放在烘箱中干燥；

步骤3)使用半导体变流装置对所述金属零件进行感应渗硼，包括，

步骤31)预热阶段，在300-500℃预热1-5分钟；

步骤32)渗硼阶段，800℃-950℃温度下2-10分钟；

步骤33)共晶化阶段，1050℃-1200℃温度下2-15秒；

步骤4)将所述金属零件放置到预定300-500℃的炉子里随炉冷却；

步骤5)将所述金属零件去除残余的渗硼剂。

优选的，上述渗硼剂包括供硼剂、活化剂、粘接剂和填充剂。

优选的，上述步骤1)中涂覆渗硼剂的厚度为1-8mm。

优选的，上述步骤2)具体为将所述金属零件在室温下放置6-10个小时，放在所述烘箱中干燥1-3个小时，所述烘箱的温度为80℃-150℃。

优选的，上述步骤3)具体为所述半导体变流装置的频率为15kHz-25kHz，额定功率为10-40kW。

优选的，上述步骤5)还包括去除残余的渗硼剂后，清洗，表面抛光。

优选的，上述渗硼剂中添加有稀土元素，其重量比例为0.5-15％。

优选的，上述步骤32)中的渗硼阶段采用间歇交变式。

优选的，上述金属零件为凸轮轴。

优选的，上述步骤1)中在涂覆所述渗硼剂之前，还包括将所述金属零件铣磨抛加工到最终尺寸，然后超声清洗。