[发明专利]一种二次渗碳工艺

说明书

本发明公开了一种二次渗碳工艺，该方法包括：一、设定工件表面的深渗碳层深和浅渗碳层深，计算对应渗碳时间以及第一次渗碳的基础层深；二、设定降碳处理的时间，经计算和修正得，得到第一次渗碳的实际基础层深；三、第一次渗碳；四、降碳处理；五、第二次渗碳得到渗碳工件产品。本发明在两次渗碳工艺中间增加降碳处理，充分考虑了降碳处理对渗碳层深的增加作用，对设计的第一次渗碳的基础层深进行修正，有效降低了第一次渗碳工件表面的渗碳层的碳浓度，实现了工件表面浅渗碳层和深渗碳层的分区形成，精确控制了浅渗碳层和深渗碳层的层深、碳浓度和碳化物含量，在工件表面得到碳浓度梯度正常的两种渗碳层，解决了第二次渗碳时碳化物超标的难题。

技术领域

本发明属于热处理技术领域，具体涉及一种二次渗碳工艺。

背景技术

齿轮设计中因为某些特殊要求，如大模数的重载齿轮件，齿面要求进行深层渗碳(3.5～5.0mm)，对其它部位也要求渗碳以提高耐磨性，但渗碳层较浅(≤2.0mm)，淬火硬度均要求HRC58-62。而要通过一次渗碳满足同一工件上不同部位的两种层深的渗碳层和淬火硬度要求，一般采用两次渗碳来获得两种层深，常用的方法如下：

(1)将零件渗碳,获得深的渗碳层，然后通过磨削来满足浅层部位的层深要求；但磨削后浅层部位的表面碳浓度和硬度都会降低，无法满足硬度的要求。

(2)对要求较深渗层的部位进行高浓度渗碳,而对要求浅渗层的部位进行镀铜或刷涂防渗碳涂料进行保护,或预留余量的方式,将镀铜层或防渗碳涂料清除或将第一次渗碳后的渗碳层车掉,然后将经过高浓度渗碳的部位采取镀铜或刷涂防渗碳涂料保护,进行第二次渗碳，以满足不同部位的深度要求。由于先采用高浓度渗碳，在第一次渗碳后渗碳层的碳浓度高，一般都会形成碳化物，而根据实践经验，只有控制好碳化物的形态、数量、碳化物分布深度等才会获得较好的效果，因此该方法对设备和工艺过程要求高，控制难度较大，一旦控制不好则常常会在第二次渗碳后渗碳层出现三种情况：一是有效碳浓度正常，但碳化物级别超标；二是表面贫碳；三是碳化物仍超标，但奥氏体中有效碳浓度偏低。碳化物在淬火时因淬火温度低很难溶于奥氏体中，故会因奥氏体含碳量偏低导致淬火后达不到要求硬度。

(3)在要求较深渗层的部位进行一次低浓度渗碳,而对要求浅渗层的部位进行镀铜或刷涂防渗碳涂料保护或预留余量,在一次渗碳后再行将镀铜层或防渗碳涂料清除，机加工将渗层车去,然后对这两种部位进行同时渗碳,以两次叠加的渗碳总深度来达到要求较深渗层的厚度,而以第二次渗碳来满足浅渗层部位的深度要求。该方法有效实现了二次渗碳，较好地控制了层深和碳化物。但生产周期较长，且实际生产中由于该类件批量较少，重量往往不及额定装炉量的1/2，单独装炉成本很高，设备利用率和生产效率低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种二次渗碳工艺。该工艺在两次渗碳工艺中间增加降碳处理，充分考虑了降碳处理对渗碳层深的增加作用，对设计的第一次渗碳的基础层深进行修正，有效降低了第一次渗碳工件表面的渗碳层的碳浓度，实现了工件表面浅渗碳层和深渗碳层的分区形成，精确控制了浅渗碳层和深渗碳层的层深、碳浓度和碳化物含量，在工件表面得到碳浓度梯度正常的两种渗碳层，解决了第二次渗碳时碳化物超标的难题。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种二次渗碳工艺，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、设定工件表面的深渗碳层深为δ₁，浅渗碳层深为δ₂，然后根据渗碳经验公式计算得到深渗碳层的渗碳时间t₁和浅渗碳层的渗碳时间t₂，再根据渗碳经验公式计算得到第一次渗碳的基础层深所述渗碳经验公式中的δ为渗碳层深，单位为mm，t为渗碳时间，单位为h，k为渗碳常数；