CN110218967A - 一种链条销轴用低温慢渗工艺 - Google Patents

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金玉谟
金慧
蒋晓林
王付明
杨文�
吕培晓
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    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C8/00—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C8/06—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases
    • C23C8/08—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases only one element being applied
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Abstract

本发明提供一种链条销轴用低温慢渗工艺，本技术方案在于销轴的热处理方式，采用低温慢渗热处理工艺，大幅度提升了销轴表面0.10mm渗层的HV硬度，提高了销轴的表面硬度，提高了销轴的耐磨性，从而提高了链条的耐磨性能。采用低温慢渗工艺制成的摩托车用链条，销轴0.10mm渗层硬度大大提高，渗层耐磨性提高，链条抗拉强度可达到26kN，整链耐磨实验140小时后，低温慢渗销轴链条伸长0.174％，常规销轴链条伸长0.389％，低温慢渗销轴链条较常规工艺生产的链条耐磨性能提高2倍以上。

Description

一种链条销轴用低温慢渗工艺
技术领域
本发明涉及一种链条销轴用低温慢渗热处理工艺。
背景技术
428H型号链条销轴用30CrMnTi材质，经渗碳淬火加低温回火热处理后，销轴表面硬度通常在700-750HV左右，心部硬度在500-530HV左右，渗层趋势呈较缓坡度(如图3)，此种原始渗碳工艺已经能够满足正常链条的需求，但是对于高性能的链条，销轴的耐磨性能远远不够，正常428H-100L链条销轴在磨损0.08-0.12mm时，总体伸长等于销轴磨损加套筒磨损，取销轴磨损量下限值0.08mm计算，销轴总磨损量为8mm，加上套筒磨损量，链条总体已经伸长了15mm左右，此时链条已经失效，即便渗层再厚也没有意义。因此，要提升链条的整体耐磨性，就必须提高销轴表面0.10mm的渗层质量，为此开发了低温慢渗工艺以提高渗层质量。
发明内容
本发明的目的在于研发了一种销轴用低温慢渗的热处理工艺。
本发明的技术方案如下：
一种链条销轴用低温慢渗工艺，本技术方案在于销轴的热处理方式，采用低温慢渗热处理工艺，大幅度提升了销轴表面0.10mm渗层的HV硬度，提高了销轴的表面硬度，提高了销轴的耐磨性，从而提高了链条的耐磨性能。
采用低温慢渗工艺，销轴表面HV硬度比常规生产的销轴高200HV,可达900-950HV，在距表面0.10mm处大于800HV0.2，低温慢渗工艺大大提高了销轴表面0.10mm渗层的质量，同样的受力、接触面、温度、润滑等条件下，渗层硬度的提高会减缓销轴的磨损速度，提升销轴的耐磨性，从而提高链条的耐磨性能；通过140小时链条耐磨实验证明，同样实验条件下，低温慢渗工艺比普通工艺生产的销轴磨损量降低了0.05mm(如表4)，低温慢渗销轴渗层耐磨性能明显提高，低温慢渗销轴链条耐磨性能是普通产品2倍以上(图6)。
所述销轴采用低温慢渗的热处理工艺，如表2热处理工艺流程对比表中低温慢渗工艺，将销轴加热到750℃保温，控制碳势为1.1渗碳保温120分钟，然后在十分钟内快速升温至850℃淬火，然后回火，回火温度设置为170℃，回火时间180分钟。
附图说明
表1选材化学成分
表2工艺流程对比
表3表面硬度与硬度梯度检测结果
表4性能测量结果差值对比
图1硬度梯度曲线对比图
图2、图3常规销轴表面、心部100X金相组织
图4、图5低温慢渗销轴表面、心部100X金相组织
图6链条磨损伸长曲线对比
具体实施方式
一种链条销轴用低温慢渗热处理工艺，相对于常规销轴热处理工艺，做对比分析以及对比实验，来阐述低温慢渗工艺对链条寿命带来的提升。
1.选材及原始组织状态
1.1材质：30CrMnTi
表1选材化学成分
如表1所示，原材料化学成分符合国标要求。
1.2原材料金相组织
原材料金相组织为：片状珠光体+少量点状珠光体+铁素体,采用的原材料化学成分和金相组织完全相同。
2.工艺流程对比
表2工艺流程对比
工艺编号 渗碳温度 Cp 保温时间 淬火温度 回火温度 回火时间
常规工艺 880℃ 1.1 75min 860℃ 170℃ 180min
低温慢渗工艺 750℃ 1.1 120min 升温850℃ 170℃ 180min
注：低温慢渗工艺升温至850℃时间为10min，严格控制。
3.测试结果对比
3.1表面硬度与硬度梯度检测结果表
表3表面硬度与硬度梯度检测结果
3.2硬度梯度对比如图3所示
428常规销轴渗层0.28mm，低温慢渗销轴渗层0.18mm。渗层判定参照国家标准GB/T9450-2005《钢件渗碳淬火硬化层深度的测定和校核》。
3.3拉力、表面硬度、渗层硬度、心部硬度及耐磨实验后磨损量差值如表4
表4性能测量结果差值对比
注注 注:表中数注注：表4中数据均为10组数据的平均值。
3.4金相组织对比
金相组织对比如图2、图3、图4、图5
4.常规销轴比低温慢渗销轴磨损量降低的原因分析：
4.1渗层硬度的提高，同样的受力、接触面、温度、润滑等条件下，硬度高会降低销轴渗层的磨损速度，从而提升销轴的耐磨性。
5.结论：
采用低温慢渗工艺制成的摩托车用链条，销轴0.10mm渗层硬度大大提高，渗层耐磨性提高，链条抗拉强度可达到26kN，整链耐磨实验140小时后，低温慢渗销轴链条伸长0.174％，常规销轴链条伸长0.389％，低温慢渗销轴链条较常规工艺生产的链条耐磨性能提高2倍以上，如图6链条磨损伸长曲线对比。

Claims (4)

1.一种链条销轴用低温慢渗工艺，其特征在于：将销轴加热到750℃保温，控制碳势为1.1，渗碳保温120分钟，然后在10分钟内快速升温至850℃，淬火，然后回火，回火温度设置为170℃，回火时间180分钟。
2.如权利要求1所述一种链条销轴用低温慢渗工艺，其特征在于：销轴热处理工艺过程中降低碳的扩散速度，有效的保证销轴表面0-0.10mm范围内的HV硬度。
3.如权利要求1所述一种链条销轴用低温慢渗工艺，其特征在于：销轴热处理工艺过程中延长渗碳保温时间为120分钟。
4.如权利要求1所述一种链条销轴用低温慢渗工艺，其特征在于：提高销轴表面硬度，使0-0.10mm渗层HV硬度≥800HV0.2，增加了销轴耐磨性，提高了链条整体耐磨性能。
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