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CN111500972B - 一种x53材料氰化工艺方法 - Google Patents

一种x53材料氰化工艺方法 Download PDF

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CN111500972B
CN111500972B CN202010369979.5A CN202010369979A CN111500972B CN 111500972 B CN111500972 B CN 111500972B CN 202010369979 A CN202010369979 A CN 202010369979A CN 111500972 B CN111500972 B CN 111500972B
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Abstract

本申请提供一种X53材料氰化工艺方法，所述方法包括：对X53材料进行吹砂处理；对X53材料进行氰化处理，所述氰化处理包括第一阶段、第二阶段和出炉空冷阶段，所述第一阶段用于对X53材料进行氰化，第二阶段用于对X53材料调整碳化物析出，所述出炉空冷阶段用于对X53材料进行加速冷却。

Description

一种X53材料氰化工艺方法
技术领域
本发明属于金属热处理技术领域，涉及一种X53材料氰化工艺方法。
背景技术
X53材料是一种性能优异的第二代渗碳轴承齿轮钢，具有较高的耐温性，是新一代高性能渗碳用轴承、齿轮用材料。目前，X53主要采取渗碳、淬火、冰冷、回火(时效)化学热处理方法进行表面改性强化。
随着X53材料的不断推广与应用，一些中小尺寸花键类结构X53材料，由于花键尺寸及模数都相对较小，渗碳后存在齿顶完全渗碳的风险。
高温氰化是以渗碳为主、形成含氮的高碳奥氏体，淬火后的渗层组织为细针状的含氮马氏体加碳氮化合物和少量的残奥。氰化层比渗碳层有更高的硬度、耐磨性、抗蚀性、弯曲强度和接触疲劳强度，通常比渗碳层浅，适用于承受载荷较轻，要求高耐磨性的X53材料。
目前尚无X53材料氰化表面改性的化学热处理相关文献报道。
发明内容
本发明的目的是：提供一种X53材料氰化工艺方法，通过高温氰化、淬火、冰冷、回火(时效)处理，提高中小尺寸花键类结构X53材料的耐磨性。
本申请提供一种X53材料氰化工艺方法，所述方法包括：
对X53材料进行吹砂处理；
对X53材料进行氰化处理，所述氰化处理包括第一阶段、第二阶段和出炉空冷阶段，所述第一阶段用于对X53材料进行氰化，第二阶段用于对X53材料调整碳化物析出，所述出炉空冷阶段用于对X53材料进行加速冷却。
优选的，所述氰化处理的第一阶段最低氰化温度为(AC3对应的温度－10℃)，所述氰化处理的第一阶段最高氰化温度为(最高渗碳温度－20℃)。
优选的，对X53材料进行可控气氛氰化处理，氰化碳势(0.90～1.10)wt.％，氨气流量为(0.35～0.65)m3/h。
优选的，对X53材料进行采用井式氰化处理，在炉煤油滴注时，煤油滴注量为(120±20)滴/min，氨气流量为(0.35～0.65)m3/h。
优选的，所述氰化处理的第二阶段的温度为(800±20)℃，保温为(20～30)min，可控气氛碳势为(0.80～1.0)wt.％，井式氰化炉煤油滴注量为(100±10)滴/min。
优选的，所述在对X53材料进行氰化处理之后，所述方法包括：
对X53材料进行高温回火处理，高温回火处理的温度为(550℃～700℃)，保温时间为(3～6)h。
优选的，在对X53材料进行高温回火处理之后，所述方法还包括：
对所述X53材料进行油淬处理，所述油淬处理的温度为(840℃～930℃)，保温时间为(0.5～1)h，。
优选的，在对所述X53材料进行油淬处理之后，所述方法还包括：
对所述X53材料进行冰冷处理，所述冰冷处理的冰冷温度小于－70℃，冰冷时间(2～5)h。
优选的，在对所述X53材料进行冰冷处理之后，方法还包括：
对所述X53材料进行两次低温时效处理，所述低温时效处理的温度为(230℃～270℃)，每次时效处理时间(1～4)h。
本发明的技术效果是：本发明一种X53材料氰化工艺方法，通过上述工艺方法，可以实现中小尺寸花键类结构X53材料的氰化，提高花键的耐磨性。
附图说明
无附图
具体实施方式
本发明的技术解决方案为：一种X53材料氰化工艺方法，X53材料氰化前吹砂处理，采用井式氰化炉或可控气氛氰化炉进行氰化。
X53材料氰化温度：最低氰化温度为AC3温度－10℃，为防止NH3在高温下对基体的腐蚀，最高氰化温度为T常规渗碳温度－20℃，推荐工艺温度范围为(850～890)℃。
采用可控气氛氰化时，氰化碳势(0.90～1.10)wt.％，氨气流量为(0.35～0.65)m3/h；采用井式氰化炉煤油滴注时，煤油滴注量为(120±20)滴/min，氨气流量为(0.35～0.65)m3/h。
氰化保温阶段结束后，随炉降温至(800±20)℃，保温(20～30)min，降温保温阶段可控气氛碳势为(0.80～1.0)wt.％，井式氰化炉煤油滴注量为(100±10)滴/min。X53材料降温保温阶段结束后出炉空冷。
氰化结束后，在(700±20)℃高温回火，高温回火保温时间(3～6)h。
X53材料在(840～930)℃保温(0.5～1)h，进行油淬。
淬火后，进行冰冷，冰冷温度小于－70℃，冰冷时间(2～5)h。
最后进行(230～270)℃两次低温时效处理，每次时效时间(1～4)h。
本发明属于金属热处理技术领域，涉及一种X53材料氰化工艺方法，通过高温氰化、高温回火、淬火、冰冷、回火(时效)处理，提高中小尺寸花键类结构X53材料的耐磨性。X53材料氰化前吹砂处理，采用井式氰化炉或可控气氛氰化炉进行氰化，推荐工艺温度范围为(850～890)℃。氰化工艺过程中，氨气流量为(0.35～0.65)m3/h；采取可控气氛氰化时，氰化碳势(0.90～1.10)wt.％，采用井式氰化炉煤油滴注时，煤油滴注量为(120±20)滴/min。氰化保温阶段结束后，随炉降温至(800±20)℃保温(20～30)min，降温保温阶段可控气氛碳势为(0.80～1.0)wt.％，井式氰化炉煤油滴注量为(100±10)滴/min，随后出炉空冷。氰化结束后，X53材料在(700±20)℃高温回火保温(3～6)h；在(840～930)℃保温(0.5～1)h后油淬，在≤－70℃下冰冷(2～5)h；最后进行(230～270)℃两次低温时效处理，每次时效时间(1～4)h。
通过上述工艺方法，可以实现中小尺寸花键类结构X53材料的氰化，提高花键的耐磨性。
下面结合实施例对本发明做进一步说明：
材质为X53材料的30mm×30mm×10mm试块，试块氰化前进行吹砂处理，选取井式氰化炉进行氰化。
考虑到氰化速率，氰化工艺温度选取880℃。
井式氰化炉炉温到温后的煤油滴注量为(100～110)滴/min，氨气流量为(0.35～0.45)m3/h。
氰化保温阶段结束后，随炉降温至800℃，保温25min，降温保温阶段井式氰化炉煤油滴注量为(90～100)滴/min。X53材料降温保温阶段结束后出炉空冷。
氰化结束后，在700℃高温回火，高温回火保温时间3h。
X53材料在915℃保温40min，进行油淬。
淬火后，试块放到－75℃的冰冷机中冰冷2.5h。
在250℃进行两次低温时效处理，每次时效时间2h。
通过采取上述工艺方法，实现了X53材料的氰化。

Claims (1)

1.一种X53材料氰化工艺方法，其特征在于，所述方法包括：
对X53材料进行吹砂处理；
对X53材料进行氰化处理，所述氰化处理包括第一阶段、第二阶段和出炉空冷阶段，所述第一阶段用于对X53材料进行氰化，第二阶段用于对X53材料调整碳化物析出，所述出炉空冷阶段用于对X53材料进行加速冷却；
所述氰化处理的第一阶段最低氰化温度为(AC3对应的温度－10℃)，所述氰化处理的第一阶段最高氰化温度为(最高渗碳温度－20℃)；
对X53材料进行可控气氛氰化处理，氰化碳势(0.90～1.10)wt.％，氨气流量为(0.35～0.65)m3/h；
对X53材料进行采用井式氰化处理，在炉煤油滴注时，煤油滴注量为(120±20)滴/min，氨气流量为(0.35～0.65)m3/h；
所述氰化处理的第二阶段的温度为(800±20)℃，保温为(20～30)min，可控气氛碳势为(0.80～1.0)wt.％，井式氰化炉煤油滴注量为(100±10)滴/min；
所述在对X53材料进行氰化处理之后，所述方法包括：
对X53材料进行高温回火处理，高温回火处理的温度为(550℃～700℃)，保温时间为(3～6)h；
在对X53材料进行高温回火处理之后，所述方法还包括：
对所述X53材料进行油淬处理，所述油淬处理的温度为(840℃～930℃)，保温时间为(0.5～1)h；
在对所述X53材料进行油淬处理之后，所述方法还包括：
对所述X53材料进行冰冷处理，所述冰冷处理的冰冷温度小于－70℃，冰冷时间(2～5)h；
在对所述X53材料进行冰冷处理之后，方法还包括：
对所述X53材料进行两次低温时效处理，所述低温时效处理的温度为(230℃～270℃)，每次时效处理时间(1～4)h。
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CN1438350A (zh) * 1998-11-19 2003-08-27 易通公司 粉末冶金阀座嵌件
CN106342098B (zh) * 2009-07-29 2011-08-10 哈尔滨东安发动机（集团）有限公司 16Cr3NiWMoVNbE材料深层氰化热处理方法
CN105002507A (zh) * 2015-02-06 2015-10-28 襄阳长源东谷实业股份有限公司 一种17CrNiMo6材料齿轮加工工艺方法

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