CN109338273A - 一种提高1Cr11Ni2W2MoV不锈钢渗氮层质量的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于提供一种提高1Cr11Ni2W2MoV不锈钢渗氮层质量的方法，其特征在于：在氮化处理前，对1Cr11Ni2W2MoV不锈钢制件进行预氧化处理，使需氮化表面的钝化膜被完全破坏，以活化渗氮表面，实现不锈钢渗氮催渗效果，改善渗氮层质量。使用本方法制备的氮化层，渗层偏差小，均匀性及渗氮速度优于渗氮前不经前处理或仅进行吹砂处理的制件，可有效解决1Cr11Ni2W2MoV钢制件渗氮表面局部发黑、渗层深度及硬度不足、渗层脆性大等问题，特别适用于要求渗层深度较深、硬度较高且脆性低的制件。

Description

一种提高1Cr11Ni2W2MoV不锈钢渗氮层质量的方法
技术领域
本发明涉及一种不锈钢的热处理方法，特别是1Cr11Ni2W2MoV不锈钢氮化前热处理方法。
背景技术
氮化用钢一般采用含碳量0.15％-0.45％的普通合金结构钢，但在腐蚀性较强的介质中工作，且要求高耐磨性、高强度和韧性时，通常才采用各种类型不锈钢。由于不锈钢Cr、Ni含量较高，与空气作用，在表面会形成一层致密的氧化物薄膜，即钝化膜。钝化膜会阻止氮原子的渗入，故在不锈钢渗氮过程中要进行钝化膜的去除处理。常用的去除钝化膜的方法有物理催渗(离子渗氮)、机械法(吹砂)和化学法(NH4Cl、TiCl3)。受零件形状、环境、设备、砂粉、操作人员及入炉时间等因素的影响，零件吹砂较难控制，零件渗氮后常出现渗氮表面局部发黑、渗层深度及硬度不足的现象，影响产品质量。其原因是不锈钢待渗表面存在的钝化膜，在渗氮过程中，会阻碍或延缓活性氮原子在该部位的表面吸附，渗层中的氮原子浓度低于其他部位，造成该部位渗氮层不均匀，渗层深度及硬度不足。
该领域亟需一种实现不锈钢渗氮催渗、改善渗氮层质量的方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种提高1Cr11Ni2W2MoV不锈钢渗氮层质量的方法，使用本方法制备的氮化层，渗层偏差小，均匀性及渗氮速度优于渗氮前不经前处理或仅进行吹砂处理的制件，可有效解决1Cr11Ni2W2MoV钢制件渗氮表面局部发黑、渗层深度及硬度不足、渗层脆性大等问题，特别适用于要求渗层深度较深、硬度较高且脆性低的制件。
本发明技术方案如下：
一种提高1Cr11Ni2W2MoV不锈钢渗氮层质量的方法，其特征在于：在氮化处理前，对1Cr11Ni2W2MoV不锈钢制件进行预氧化处理，使需氮化表面的钝化膜被完全破坏，以活化渗氮表面，实现不锈钢渗氮催渗效果，改善渗氮层质量。本发明确定的优选预氧化处理工艺参数为：在(540～570)℃空气炉中预氧化处理(5～25)min，最优参数为550℃保温10min，空冷。随着预氧化时间增加，试样表面氧化膜增厚，钝化膜完全被破坏，增加了活性氮原子吸附及扩散能力，如果预氧化时间过长，氧化膜继续增加，Fe3O4还原时间及氮原子穿过氧化膜时间加长，降低了渗氮速度。故本发明保温时间控制在(5～25)min。
作为优选的技术方案：
所述不锈钢制件在预氧化处理前进行调质处理，具体为：1000-1020℃保温10min油冷淬火，660℃保温70min回火。
使用无水液氨对不锈钢制件进行气体渗氮：550-600℃保温25-30h。
本发明所述提高1Cr11Ni2W2MoV不锈钢渗氮层质量的方法，最优工艺过程为：
检查：对来件进行工序检查；
调质处理：(1000～1020)℃×10min油冷淬火，660℃×70min回火；
预氧化处理：550℃×10min，空冷；
气体渗氮工艺为：使用无水液氨对不锈钢制件进行气体渗氮，(550～600)℃×(25～30)h；
检验：渗层表面质量、渗层深度、渗层硬度和脆性。
本发明的有益效果为：
本发明所述1Cr11Ni2W2MoV不锈钢渗氮前增加空气炉预氧化一定时间，可以破坏不锈钢制件表面的钝化膜，渗层硬度、深度及组织符合该材料制件渗氮技术要求，且渗层偏差小，均匀性及渗氮速度优于渗氮前仅进行吹砂处理。采用1Cr11Ni2W2MoV不锈钢氮化制造耐磨件，在机械制造企业中使用较为普遍，该方法也可以推广到其他不锈钢零件氮化处理，具有广泛的应用价值。
附图说明
图1为不同表面处理试样渗氮后渗层组织，其中，0#为无预氧化处理，1#、2#为有预氧化处理。
图2为预氧化时间与渗氮层深度关系。
具体实施方式
实施例
本发明实施例所用1Cr11Ni2W2MoV马氏体不锈钢制零件，其化学成分和重量百分比为：0.1～0.16C、10.5～12.0Cr、1.4～1.8Ni、1.5～2.0W、0.35～0.5Mo、0.18～0.3V，余量为Fe。
一种提高1Cr11Ni2W2MoV不锈钢渗氮层质量的方法，按照以下步骤进行：
检查：对来件进行工序检查；
调质处理：在1000-1020℃下保温10min油冷淬火，在660℃保温70min回火处理；
预氧化处理：在550℃下保温一定时间，空冷；
气体渗氮工艺为：使用无水液氨对不锈钢制件进行气体渗氮，550-600℃保温25h；
检验：渗层表面质量、渗层深度、渗层硬度和脆性。
图1为不同表面处理试样渗氮后渗层组织，其中，0#为无预氧化处理，1#、2#为有预氧化处理。图2为预氧化时间与渗氮层深度关系。
由检验结果可知，采用该方法制备得到的渗氮层具有渗层偏差小，均匀性好及渗氮速度高的特点，能够显著提高1Cr11Ni2W2MoV不锈钢制件渗氮层质量。
本发明未尽事宜为公知技术。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种提高1Cr11Ni2W2MoV不锈钢渗氮层质量的方法，其特征在于：在氮化处理前，对1Cr11Ni2W2MoV不锈钢制件进行预氧化处理，使需氮化表面的钝化膜被完全破坏，以活化渗氮表面，实现不锈钢渗氮催渗效果，改善渗氮层质量；其中，所述预氧化处理为在540-570℃空气炉中保温5～25min。
2.按照权利要求1所述提高1Cr11Ni2W2MoV不锈钢渗氮层质量的方法，其特征在于，所述预氧化处理的工艺参数为：550℃保温10min，空冷。
3.按照权利要求1所述提高1Cr11Ni2W2MoV不锈钢渗氮层质量的方法，其特征在于，所述不锈钢制件在预氧化处理前进行调质处理，具体为：1000-1020℃保温10min油冷淬火，660℃保温70min回火。
4.按照权利要求1所述提高1Cr11Ni2W2MoV不锈钢渗氮层质量的方法，其特征在于，使用无水液氨对不锈钢制件进行气体渗氮：550-600℃保温25-30h。
5.按照权利要求1所述提高1Cr11Ni2W2MoV不锈钢渗氮层质量的方法，其特征在于，具体步骤如下：
检查：对来件进行工序检查；
调质处理：1000-1020℃保温10min油冷淬火，660℃保温70min回火；
预氧化处理：550℃保温10min，空冷；
气体渗氮：使用无水液氨对不锈钢制件进行气体渗氮：550-600℃保温25-30h；
检验：渗层表面质量、渗层深度、渗层硬度和脆性。
6.按照权利要求1所述提高1Cr11Ni2W2MoV不锈钢渗氮层质量的方法，其特征在于，按照重量百分比计，所述不锈钢的成分配比为：0.1～0.16C、10.5～12.0Cr、1.4～1.8Ni、1.5～2.0W、0.35～0.5Mo、0.18～0.3V，余量为Fe。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111020462A (zh) * 2019-11-22 2020-04-17 中国航发西安动力控制科技有限公司 可提高钨钼系高速钢表面硬度处理方法
CN111575637A (zh) * 2020-05-29 2020-08-25 青岛丰东热处理有限公司 一种奥氏体不锈钢表面低温氮碳共渗的方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4955533A (zh) * 1972-10-03 1974-05-29
GB2328953A (en) * 1997-09-08 1999-03-10 Rhp Bearings Ltd A process for hardening high alloy steels
CN101139693A (zh) * 2007-09-20 2008-03-12 吴江市天地人真空炉业有限公司 不锈钢bCr13Mo气体氮化工艺
CN101812659A (zh) * 2010-03-31 2010-08-25 安徽省屯溪高压阀门有限公司 碳钢工件与不锈钢工件同炉渗氮工艺
CN103014601A (zh) * 2012-12-09 2013-04-03 常州大学 一种奥氏体不锈钢离子氮化催渗工艺
CN103320743A (zh) * 2013-05-10 2013-09-25 西安航空动力股份有限公司 1Cr11Ni2W2MoV钢制零件的渗氮方法
CN104911607A (zh) * 2014-03-11 2015-09-16 沈阳透平机械股份有限公司 一种压缩机用38CrMoAl钢热处理工艺

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4955533A (zh) * 1972-10-03 1974-05-29
GB2328953A (en) * 1997-09-08 1999-03-10 Rhp Bearings Ltd A process for hardening high alloy steels
CN101139693A (zh) * 2007-09-20 2008-03-12 吴江市天地人真空炉业有限公司 不锈钢bCr13Mo气体氮化工艺
CN101812659A (zh) * 2010-03-31 2010-08-25 安徽省屯溪高压阀门有限公司 碳钢工件与不锈钢工件同炉渗氮工艺
CN103014601A (zh) * 2012-12-09 2013-04-03 常州大学 一种奥氏体不锈钢离子氮化催渗工艺
CN103320743A (zh) * 2013-05-10 2013-09-25 西安航空动力股份有限公司 1Cr11Ni2W2MoV钢制零件的渗氮方法
CN104911607A (zh) * 2014-03-11 2015-09-16 沈阳透平机械股份有限公司 一种压缩机用38CrMoAl钢热处理工艺

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
陈超: "短时预氧化对渗氮工艺过程的影响", 《国外金属热处理》 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111020462A (zh) * 2019-11-22 2020-04-17 中国航发西安动力控制科技有限公司 可提高钨钼系高速钢表面硬度处理方法
CN111575637A (zh) * 2020-05-29 2020-08-25 青岛丰东热处理有限公司 一种奥氏体不锈钢表面低温氮碳共渗的方法
CN111575637B (zh) * 2020-05-29 2021-12-14 青岛丰东热处理有限公司 一种奥氏体不锈钢表面低温氮碳共渗的方法

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