[发明专利]一种提高10CrNi2Mo3Cu2V零件表面渗碳后耐磨性的方法

说明书

本发明涉及一种提高10CrNi2Mo3Cu2V零件表面渗碳后耐磨性的方法，通过将零件置于可控气氛渗碳炉进行渗碳，保持碳势不变，直接随炉冷却，保温后进行淬火，冰冷，两次回火。本发明通过上述方法，可以提高10CrNi2Mo3Cu2V材料渗碳层中的碳浓度分布的可控性，防止表层碳浓度出现向炉内的反向扩散，由此导致零件淬、回火后的表面硬度不足HRC60以及渗层组织HRC60占比渗层深度不足的问题。

技术领域

本发明属于金属热处理技术领域，涉及一种提高10CrNi2Mo3Cu2V零件表面渗碳后耐磨性的方法。

背景技术

10CrNi2Mo3Cu2V航空用渗碳齿轮钢，作为第二代渗碳齿轮钢，耐温性良好，常用于制作航空中、重载荷齿轮。现有工艺通常采取可控气氛渗碳，高温渗碳结束后，随炉降温的同时，碳势降低，造成零件表面碳势低于次表面碳势。该材料的淬火温度仅比其渗碳工艺温度低10-20℃左右，淬火温度高达900℃以上，因淬火温度过高，零件在淬火加热、保温阶段，零件表层及次表层碳浓度会加剧扩散，淬回火后，零件表面层硬度难以达到HRC60以上，导致零件的耐磨性降低。

现有可控气氛渗碳工艺，无法有效解决10CrNi2Mo3Cu2V材料表面硬度不足HRC60以及HRC60渗层深度占比渗层深度严重不足的问题。

发明内容

本发明的目的是：提供一种提高10CrNi2Mo3Cu2V零件表面渗碳后耐磨性的方法，可以有效解决10CrNi2Mo3Cu2V材料表面硬度不足HRC60以及HRC60渗层深度占比渗层深度严重不足的问题。

本发明的技术方案为，一种提高10CrNi2Mo3Cu2V零件表面渗碳后耐磨性的方法为，将零件置于可控气氛渗碳炉进行渗碳，保持碳势不变，直接随炉冷却，保温后进行淬火，冰冷，两次回火。

所述的渗碳后一直向炉内通入富化渗碳气氛，以保持所述的碳势不变。

所述的置于可控气氛渗碳炉进行渗碳为900℃以上的高温渗碳。

所述的直接随炉冷却后保温为在淬火温度下进行保温0.5-3小时。

所述的淬火为油淬。

所述的油淬后与冰冷时间间隔不小于5小时。

所述的冰冷温度不高于零下80℃。

所述的冰冷时间为2-5小时。

所述的两次回火为第一次回火温度为250±10℃，保温时间为2-5小时，然后空冷至室温，再进行第二次回火，温度与保温时间与第一次回火一致，最终空冷至室温。

本发明的技术效果是：本发明一种提高10CrNi2Mo3Cu2V零件表面渗碳后耐磨性的方法，通过上述工艺方法，改变了原有“渗碳结束后随炉降温至820℃保温、随炉降温阶段碳势降低、高温回火+二次淬火、冰冷、回火”的工艺方法，阻止了因随炉降温过程中炉内碳势的降低，导致渗层组织最表层活性碳原子向炉内反向扩散，从而提高10CrNi2Mo3Cu2V材料渗碳层中的碳浓度分布的可控性，防止表层碳浓度出现向炉内的反向扩散，由此导致零件淬、回火后的表面硬度不足HRC60以及渗层组织HRC60占比渗层深度不足的问题，提高了零件表面渗碳后的耐磨性。

具体实施方式

一种提高10CrNi2Mo3Cu2V零件表面渗碳后耐磨性的方法，将零件置于可控气氛渗碳炉进行渗碳，保持碳势不变，直接随炉冷却，保温后进行淬火，冰冷，两次回火，由于碳势保持不变，渗层组织最表层活性碳原子与炉内碳势始终处于动态平衡状态，而不会因炉内碳势的降低，出现渗层组织最表层活性碳原子向炉内反向扩散的现象，通过渗层组织最表层碳浓度的调控，确保淬回火后渗层组织表面硬度数值不低于HRC60以及HRC60深度占比渗层深度不低于40％。