CN114846160A - 处理由含铁金属制成的部件的方法及由含铁金属制成的部件 - Google Patents

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Abstract

本发明主要涉及一种处理由含铁金属制成的部件(P)的方法,包括:氮化操作,所述氮化操作在部件(P)上形成厚度为5μm至30μm的结合层(2)和厚度为100μm至500μm的布置在结合层(2)下方并与结合层(2)接触的扩散区(3);然后通过高频感应淬火部件(P)的操作,感应深度大于或等于0.5mm,从而硬化部件(P)并使部件(P)具有:大于或等于50HRC的表面硬度,大于或等于400HV0.05的结合层(2)的硬度,大于或等于500HV0.05的部件在500μm深度处的硬度,并且其中,进行高频感应淬火操作而在感应淬火操作之前在部件(P)上不施加保护膜。本发明还涉及一种由含铁金属制成的部件(P),其具有显著的对磨粒和粘着导致的磨损的抗性、改善的摩擦性能和改善的抗结垢性以及良好的耐腐蚀性。

Description

处理由含铁金属制成的部件的方法及由含铁金属制成的部件
技术领域
本发明的领域是由含铁金属制成的、特别是由极低合金钢或低合金钢制成的部件的表面处理领域。
背景技术
在汽车、航空或工业应用中,机械部件在使用寿命期间通常会承受相当大的应力。
通常,部件可能会接受一种或多种处理以改善它们的一些性能,包括摩擦性能、耐磨性、抗疲劳性、抗氧化性、耐腐蚀性等。
然而,很难在部件的不同属性之间取得良好的折衷。
例如,文件WO2011013362A1描述了一种处理部件的方法,该方法包括氮化操作、通过化学转化膜(溶胶-凝胶)的涂覆操作和感应淬火操作。然而,由于膜的成本和需要执行三个连续的操作,这种方法的成本高得令人望而却步。
发明内容
本发明的目标是弥补上述缺点,同时保持部件的各种特性之间的良好折衷。
为此,本发明的目的是一种处理由含铁金属制成的部件的方法,该方法包括:
氮化操作,所述氮化操作在部件上形成厚度为5μm至30μm的结合层和厚度为100μm至500μm的布置在结合层下方并与结合层接触的扩散区;然后
通过高频感应淬火部件的操作,感应深度大于或等于0.5mm,从而硬化部件并使部件具有:
·大于或等于50HRC的表面硬度,
·大于或等于400HV0.05的结合层的硬度,
·大于或等于500HV0.05的在500μm深度处的硬度,
并且其中,进行高频感应淬火操作而在感应淬火操作之前在部件上不施加保护膜。
本发明的方法能够获得具有显著的对磨粒和粘着导致的磨损的抗性、改善的摩擦性能和抗结垢性以及良好的耐腐蚀性的部件。本发明的方法还比现有技术的方法更易于实施且更便宜,因为它不必为结合层设置保护膜,以及可以不必去除所述保护膜。
保护膜可以是适合于防止结合层在高频感应淬火期间降解的任何类型,这种降解可能表现为结合层的剥落、开裂或断裂。
特别地,保护膜可以是溶胶-凝胶膜。因此,高频感应淬火操作在没有溶胶-凝胶膜的情况下进行。
根据其他方面,根据本发明的处理方法具有以下单独或根据它们在技术上可能的组合的不同特征:
-氮化操作采用气体、或通过等离子体或通过熔融盐进行;
-氮化操作在500℃至630℃的温度下进行,持续时间为15分钟至3小时;
-感应淬火操作后不进行回火操作;
-通过高频感应淬火部件的操作按以下方式进行:将铁素体保存在部件中在扩散区/结合层界面和500μm深度之间,优选在扩散区/结合层界面和300μm深度之间。扩散区/结合层界面是指扩散区和上覆结合层之间的接触面。淬火是快速的并且在其处理深度上不会使马氏体部分的铁素体完全转变,使得铁素体在工艺结束时保留在通过HF淬火处理的深度上。500μm的深度对应于观察到部件的硬化和/或部件的金相组织变化的感应深度;
-通过高频感应淬火部件的操作按以下方式进行:使部件中在扩散区/结合层界面和500μm深度之间的残余铁素体含量为1vol%至50vol%,优选为1vol%至30vol%,更优选为5vol%至30vol%。残余铁素体含量以体积计,对应于所考虑区域中铁素体体积与部件剩余部分的体积之比;
-通过高频感应淬火部件的操作按以下方式进行:使部件中在扩散区/结合层界面和500μm深度之间的残余铁素体含量为5vol%至20vol%,优选为5vol%至15vol%。
-该方法包括高频感应淬火操作之后的浸渍步骤。如果进行回火步骤,则在回火后进行浸渍。例如,可以通过浸入或喷涂来进行。浸渍保护部件,因为它可以延迟腐蚀的开始,降低腐蚀速率,从而增加部件的使用寿命;
-根据中性盐水喷雾试验,该方法为部件提供了大于80h的耐腐蚀性。按照标准ENISO 9227,根据使用中性盐水喷雾的试验(有时也称为标准盐水喷雾试验)测量耐腐蚀性;
-高频感应淬火操作使用以下参数进行:
·50kHz至400kHz的频率,
·4.6J/mm至5.8J/mm的线性能量。
这种频率和线性能量的双重条件使得可以获得由含铁金属制成的部件,该部件的机械性能相对于现有技术的部件有很大提高,特别是对磨粒和粘着导致的磨损的抗性、耐摩擦性、抗结垢性,同时保持良好的耐腐蚀性。频率和线性能量根据部件的形态(例如其直径)进行调整;
-高频感应淬火以5mm/s至40mm/s的行进速度进行。
本发明还涉及一种由含铁金属制成的部件,该部件包含厚度为5μm至30μm的结合层和厚度为100μm至500μm的布置在结合层下方并与结合层接触的扩散区,所述部件具有:
-大于或等于50HRC的表面硬度,
-大于或等于400HV0.05的结合层的硬度,
-大于或等于500HV0.05的在500μm深度处的硬度,所述部件在扩散区/结合层界面和500μm深度之间包含铁素体和马氏体。
根据其他方面,根据本发明的由含铁金属制成的部件具有以下单独或根据它们在技术上可能的组合的不同特征:
-部件在0.5mm深度处的硬度大于或等于芯部硬度+100HV0.05;
-部件在0.25mm深度处的硬度大于或等于芯部硬度+350HV0.05;
-部件由锰含量低于1%的C10-C70家族的极低合金钢制成。在这些条件下,钢没有明显的添加元素,即相对于钢的总质量超过5质量%的元素。优选地,该部件应由C45级钢制成。术语“级”通常用于钢材领域,表示钢在一个家族中的特定类型。特别地,本文中指的是选自C10至C70钢家族的C45级;
-该部件由低合金钢制成,其中没有超过5质量%的添加元素。更优选地,该部件由31CrMo4级钢制成;
-该部件在扩散区/结合层界面和300μm深度之间包含铁素体和马氏体;
-该部件在扩散区/结合层界面和500μm深度之间包含的铁素体含量为1vol%至50vol%,优选为1vol%至30vol%,更优选为5vol%至30vol%;
-该部件在扩散区/结合层界面和500μm深度之间包含的铁素体含量为5vol%至20vol%,优选为5vol%至15vol%。
-根据使用中性盐水喷雾的试验,该部件的耐腐蚀性大于80h。
在本文中,术语“厚度”是指由含铁金属制成的部件内给定层或区域的上限和下限之间的距离。厚度垂直于所述上限和下限的平面(average area)。
术语“深度”表示部件表面(也称为自由面)和部件内的给定点之间的距离。深度垂直于自由面的平均表面。例如,“扩散区在500μm处的硬度大于或等于500HV0.05”是指在部件内距离部件的自由面500μm处,扩散区的硬度大于等于500HV0.05。
术语例如“在...上”、“在...顶部”、“在...之上”、“在...下方”、“在...之下”、“在...下”、“在...底部”是指部件内的层或区域相对于彼此的位置。这些术语不一定意味着所考虑的层或区域之间存在接触。
以本身已知的方式,氮化在于将由含铁金属制成的部件沉浸到能够产生氮的介质中。在本文中,氮化包括氮碳化,氮碳化是氮化的一种变体,其中除了氮外,碳也进入部件。本文其余部分中描述的ARCOR工艺是氮碳化工艺的一个优选例子。
在经处理的部件内,扩散区布置在结合层下方并且从所述结合层朝向部件的芯部延伸(远离自由面移动)。另一方面,结合层可以在部件的表面上或在一定深度处。
感应深度大于或等于0.5mm意味着由感应淬火步骤引起的部件的硬化和/或部件的金相组织变化从部件表面延伸到至少0.5mm的深度。在一定深度之后,热效应逐渐减弱,直到不再对部件的微观结构和硬度产生可测量的影响。
高频感应淬火操作为部件提供大于或等于500HV0.05的500μm深度处的硬度,以及优选在标准盐水喷雾试验中大于80小时的耐腐蚀性。
事实上,令人惊讶的是,根据本发明的高频感应淬火可以增强先前氮化的部件的机械特性,特别是硬度,同时保留结合层。因此,部件的耐腐蚀性得以保持,而不必使用附加设计,例如溶胶-凝胶膜或油漆。不使用溶胶-凝胶膜可以降低加工成本。
附图说明
本发明将从以下描述中得到更好的理解,该描述仅以非限制性示例的方式给出并参考附图进行,其中:
图1是示出了两个部件的硬度分布图,分别是符合本发明(ARCOR FLASH,即ARCOR氮化处理,然后进行高频感应淬火)和不符合本发明要求的(仅进行ARCOR,没有进行高频感应淬火)。
图2是描述对钢部件进行的一系列测试的表格,以表征根据本发明的方法。
图3是示出了与图2中的表格相对应的一系列测试的图表。
图4是通过根据本发明的方法处理的部件的显微照片。
图5是图4的近视图。
图6是根据现有技术处理的部件的显微照片(根据现有技术进行ARCOR处理然后进行感应淬火)。
图7是经过ARCOR处理后但未进行感应淬火的部件的显微照片。
图8是根据本发明由含铁金属制成的部件的显微照片(ARCOR FLASH加工)。
图9是示出根据本发明由含铁金属制成的部件的显微照片以及通过测量该同一部件获得的硬度分布的拼贴图。
图10是示出根据本发明的环(ARCOR FLASH处理)和现有技术的环(仅ARCOR处理)的摩擦系数变化的图。
图11是仅经过ARCOR处理的由含铁金属制成的部件的照片。
图12是根据本发明的由含铁金属制成的部件(经过ARCOR FLASH处理(ARCOR氮化随后进行高频感应淬火))的照片。
图13是图4中聚焦在感应层上的显微照片的近视图。
具体实施方式
本发明人的方法的目标是进行几个系列的试验,对由含铁金属制成的部件实施不同的处理。
特别地,本发明人研究了以下两种处理的效果。
ARCOR氮碳化处理(申请人注册的商标)提供了从表面到部件的芯部的并列的结合层2和扩散区3(参见图4)。结合层2通常具有大约20μm的厚度,而扩散区3通常具有几十或几百微米的厚度,例如300μm。
高频淬火(频率≥20kHz)在部件表面提供马氏体组织,感应层通常深度大约为1mm。换句话说,通过感应进行的硬化从部件表面延伸到大约1mm的深度,并叠加在已经通过氮化获得的硬化轮廓上。感应层包含由Fe(α)铁素体转变产生的Fe(α')马氏体以及剩余的未转变的Fe(α)铁素体,并提供被认为对磨粒性磨损抗性和抗疲劳性非常有利的高水平的硬度。
除了其他方面,结合层2提供良好的摩擦性能、高水平的粘着性磨损抗性和良好的耐腐蚀性。
扩散区3在结合层2和位于扩散区3下方的基材1之间提供硬度梯度,其有利于一定水平的抗磨损性(磨粒磨损和粘着磨损)和一定水平的抗疲劳性。
下表1描述了不同的试验系列:
Figure BDA0003710485590000041
Figure BDA0003710485590000051
图例:
0:属性不存在
+:属性中等改善
++:属性良好
+++:属性优异
-:属性退化
关于试验系列结果的评论:
-系列1:次级层硬度深度低(≈0.3mm),因此抗磨粒磨损和抗疲劳性中等。
-系列2:没有任何抗咬合(anti-seize)性能和耐腐蚀性。
-系列3:ARCOR氮化温度(≈590℃)对HF淬火带来的马氏体组织有回火作用。这导致硬度显著降低。结果与系列1的结果相当。
-系列4:HF淬火的时间/温度参数使ARCOR结合层退化。因此,耐腐蚀性能和摩擦学行为退化。
-系列5:令人惊讶的是,FLASH HF淬火可以最大限度地减少或甚至消除ARCOR的结合层2的退化(氧化或结垢,其导致失去与结合层2相关的耐腐蚀特性和摩擦学特性)。与系列4相比,部件P保留了ARCOR提供的基本属性。与系列1相比,HF FLASH淬火增加了结合层2以下的硬度,以及硬化深度。
本发明的开发需要首先确定FLASH HF淬火与常规HF淬火相比的意想不到的优势,然后,其次,对FLASH HF淬火的参数进行表征,以便能够对所有类型的含铁金属部件实施ARCOR+FLASH HF淬火处理方法(=ARCOR FLASH)。
图1是比较两个部件的硬度分布的图,包括仅接受ARCOR处理的部件(系列1)和接受根据本发明的ARCOR FLASH处理的部件(系列5)。ARCOR FLASH处理可以增加结合层2之下(特别是扩散区)的硬度以及硬化深度。以图1的样本而言,扩散区3的厚度为400μm至500μm,感应深度大约为1mm。
图2是描述对钢部件进行的一系列测试的表格,以表征根据本发明的ARCOR FLASH处理方法。
这些部件是直径为38mm的钢筋,其已经过ARCOR处理,形成了厚度为15μm至20μm的结合层。
对C45钢筋进行E1至E9试验,对C10钢筋进行E10和E11试验,对C70钢筋进行E12试验,对42CD4钢筋进行E13试验。
试验包括高频感应淬火操作,其使用可变参数进行。行进速度是可沿部件平移移动的磁感应器的速度。
关于试验结果的评论:
-E1(比较):低频且大功率。结合层因感应而退化。
-E2(根据本发明):最佳线性能量。令人满意的结果。
-E3(比较):行进速度略微过快。线性能量有点过低。表面硬度和感应深度太低。
-E4(根据本发明):结果不如E2但好于E3。
-E5(比较):行进速度略微过慢。线性能量有点过高。令人满意的表面硬度和感应深度,但结合层因感应而退化。
-E6、E7、E8和E9(均根据本发明):旨在确定行进频率和速度的影响的试验。令人满意的结果。
-E10、E11和E12:示出钢等级对处理结果影响的试验。
-E10(比较):使用试验E5的参数对C10钢进行试验,产生不合规的结果。
-E11(根据本发明):使用E2试验的参数对C10钢进行试验,可以获得满意的结果。
-E12(根据本发明):E2试验的参数在对C70钢进行试验时也可以获得满意的结果。
-E13(根据本发明):将E8试验的参数应用于42CD4钢,可以获得满意的结果。
图3是示出在C45钢筋上进行图2中的E1至E9试验结果的图表。
在图表上,线性能量(单位W.s/mm)表示在x轴上,感应频率(单位kHz)表示在y轴上。
线性能量被定义为在感应过程中减少到部件P的行进速度的感应功率。该参数与处理的部件P的几何形状相关联。另一个更一般的参数可以是在一段时间内施加的每单位面积的功率密度,即感应功率除以部件吸收感应的面积再除以行进速度。因此,可以基于第一维度的部件的最佳淬火参数,容易地找到第二维度的部件(例如,较大直径的)的最佳淬火参数,除此之外其他参数相等(相同的材料,相同的氮化)。
从图2和图3可以看出,对C45、C10、C70和42CD4钢进行的试验(其频率(F)为50kHz至400kHz,线性能量(E)为4.6J/mm至5.8J/mm(因此在图3中虚线矩形模拟的区域中)),可以在感应后获得:
-品质令人满意的结合层,
-硬度大于或等于400HV0.05的结合层,
-大于或等于0.5mm的感应深度,
-大于或等于50HRC的表面硬度,
-和令人满意的耐腐蚀性。
此外,这些结果是在无需在高频感应淬火之前先在部件上涂覆保护膜(例如溶胶-凝胶膜)的情况下获得的,这可以降低处理的复杂性和成本。
对于试验2、4、6至9和11至12(均根据本发明),存在以下有利特性:
-扩散区在0.25mm深度处的硬度大于或等于芯部硬度+350HV0.05;和
-扩散区在0.5mm深度处的硬度大于或等于芯部硬度+100HV0.05。
因此根据本发明的处理在扩散区内直至很深的深度都是有效的。
已对C45、C10、C70和42CD4钢筋进行了这些试验。在实践中,高频感应淬火的频率(F)和线性能量(E)与部件P的含铁金属相适应。可能需要通过进行试验来确定合适的参数。
为了制作图4至图8所示以及下文所述的金属部件的显微照片,这些部件已通过称为“Nital”的硝酸和酒精溶液进行化学蚀刻。Nital因此起到部件微观结构的指示剂的作用,并使部件微观结构在光学显微镜下可见。
图4和图5是由C45钢制成的部件P的显微照片,该部件P已接受ARCOR FLASH处理(根据本发明的ARCOR+HF感应淬火),该部件P具有18μm的结合层2、大约为300μm的扩散区和大约为0.5mm的感应深度。
部件P包括钢基材1、感应层4、结合层2和扩散区3。已经添加了铝片5和涂层6以进行必要的切割以进行显微照相。在图4中,线段[AB]表示结合层2的平均表面(扩散区3和结合层2之间的界面)与钢基材1的平均表面之间的距离(厚度)。
这里,结合层2和扩散区3通过ARCOR氮碳化(ARCOR NITROCARBONISATION)获得。
感应层4通过高频感应获得。感应层4由细马氏体Fe(α')和铁素体Fe(α)组成。图5清楚地示出了在淬火后,在工艺结束时获得的部件的淬火区中剩余有Fe(α)铁素体。它是根据本发明的显微结构。
图6示出了之后经过常规HF淬火的氮化钢的显微照片:所有的Fe(α)铁素体在淬火过程中都转变为Fe(α')马氏体。因此,经过处理的区中不再有任何铁素体。因此,这种显微结构不是根据本发明的。
图7示出了由含铁金属制成的部件,该部件已仅接受ARCOR氮碳化(未淬火),而图8示出了根据本发明的部件,因此该部件已接受氮碳化然后HF淬火(根据发明的ARCOR+HF感应淬火)。
在图8中,可以看出部件P的结合层2包括上层2a,该上层2a是黑色的并且尺寸约为10微米。该上层2a已通过HF淬火制成多孔的,并通过Nital清楚地显示出来。这表明,在根据本发明的处理方法结束时,结合层在HF淬火后略微降解,但仍然存在,并且至少在其下部2b上保持其结构完整性。
在图7中无法观察到这种上层2a。实际上没有改变结合层的结构,因为没有发生淬火。
因此,尽管事实上已经在没有保护膜的情况下进行了HF淬火,但根据本发明的部件P确实具有为部件提供耐磨损性、耐摩擦性和耐腐蚀性性能的结合层2。
图9是并置了根据本发明的部件P的显微照片和通过测量该同一部件获得的硬度分布的拼贴图。在显微照片上可以看到硬度测量点,并且已经定义了对应于不同层的测量方位。
在该图中,部分氧化的结合层2和感应层4是清楚可见的。在结合层正下方进行的硬度测量显示硬度高达900HV。远离部件表面并向下朝部件的芯部移动,硬度几乎以线性方式降低,这使得可以估计扩散区3的厚度大约为175μm,该深度处的硬度为775HV。
从200μm到500μm的深度,硬度通常稳定在550HV至600HV的值。这些深度位于感应处理区,可以通过部件的晶体学在显微照片上直观地检测到。
从600μm及以上的深度进行的测量位于部件的基材中,即部件的芯部,它没有接受任何处理。测量的硬度大约为250HV。
参考图10至图12,申请人随后对部件进行了机械老化试验,以表征获得的部件的性能。将仅进行ARCOR氮碳化的光滑42CD4钢环(以下称为“ARCOR环”)与根据本发明的进行ARCOR氮碳化和HF淬火的光滑42CD4钢环进行比较。
这两个环已安装在16NC6 CT钢轴上,并添加了商业润滑剂。施加的负载产生50MPa的接触压力,环相对于轴的旋转速度为7.8mm/s。
图10是示出这两个环的摩擦系数随所进行转数变化的图。y轴表示摩擦系数μ(没有单位),x轴表示环所承受的转数Rev(以转数为单位)。可以看出,仅进行ARCOR的环具有大约0.15μ的新摩擦系数,并且该摩擦系数从仅2000转开始便稳定增加,直到达到高值,约9000转时为大约0.6μ。
根据本发明的部件P在新状态下的摩擦系数略低于仅进行ARCOR的环的摩擦系数,为大约为0.1μ,并且在大约11000转时保持稳定。仅从这个值开始摩擦系数开始增加,大约125000转时达到0.6μ的值,类似于仅进行ARCOR的环的值。
图11和图12分别是仅进行ARCOR的环和根据本发明的部件P在这些试验之后的照片。可以看出,仅进行ARCOR的环显示出明显的磨损,材料由于咬合而拧紧。部件P的磨损不太明显。
图13是图4中聚焦在感应层4上的显微照片的近视图。线段[AB]表示感应层4的厚度。处理图13的图像可以估计感应层中由Fe(α)铁素体组成的区域的比例,即相对于Fe(α)铁素体区域和Fe(α′)马氏体区域的总和的比例。更准确地说,通过定义上下灰度阈值,可以估计马氏体相的平均灰色区域所占据的空气,从而提高铁素体水平。建议使用两个阈值并改变它们以达到此估计值,因为虽然铁素体看起来很清楚,但相界面可能会显得很暗,对于小尺寸的铁素体来说,这可以是不可忽略的。
在图13的实施例中,相对于由线段[AB]界定的层的其余部分,残余铁素体含量为1%至15%,可以理解,该含量在结合层附近(A点)趋向于1%,并且在芯部附近(B点)趋向于15%。残余铁素体含量以体积表示。
一般而言,根据本发明的处理方法可以获得大于或等于1%、优选大于或等于5%的在部件中扩散区3/结合层2界面和500μm深度之间(线段[AB])的残余铁素体含量。
类似地,根据本发明的处理方法可以获得小于或等于50%、优选小于或等于30%、更优选小于或等于20%、更优选小于或等于15%的在部件中扩散区3/结合层2界面和500μm深度之间(线段[AB])的残余铁素体含量。
优选地,残余铁素体含量应为1%至20%,优选为5%至15%。
生产过程可以可选地包括浸渍步骤以改善部件P的耐腐蚀性。
优选地,浸渍应该在感应淬火之后进行。
浸渍本身是本领域技术人员熟知的技术,并且例如在文件EP3237648中描述了特定方法。浸渍可通过浸入或喷涂进行。
浸渍保护部件,因为它可以延迟腐蚀的开始,降低腐蚀速率,从而增加部件的使用寿命;
可以通过在腐蚀性环境(例如盐水喷雾)中进行试验来评估部件的耐腐蚀性。ENISO 9227标准“人工环境中的腐蚀试验-盐水喷雾中的试验(Corrosion tests inartificial atmospheres—Tests in saline sprays)”描述了这种试验。根据使用中性盐水喷雾的试验,通过在根据本发明的方法中添加浸渍步骤,可以获得耐腐蚀性大于80h的部件P。
鉴于上述情况,出乎意料的是,根据本发明,通过在进行氮化操作之后进行高频感应淬火操作可以获得许多优点。通过这些操作,可以获得由含铁金属材料制成的部件而无需在HF淬火之前对部件进行涂层,该部件具有显著的对磨粒和粘着导致的磨损的抗性,和改善的摩擦性能、抗结垢性以及正确的耐腐蚀性。

Claims (16)

1.一种处理由含铁金属制成的部件(P)的方法,包括:
-氮化操作,所述氮化操作在所述部件(P)上形成厚度为5μm至30μm的结合层(2)和厚度为100μm至500μm的布置在所述结合层(2)下方并与所述结合层(2)接触的扩散区(3);然后
-通过高频感应淬火所述部件(P)的操作,感应深度大于或等于0.5mm,从而硬化所述部件(P)并使所述部件(P)具有:
·大于或等于50HRC的表面硬度,
·大于或等于400HV0.05的所述结合层(2)的硬度,
·大于或等于500HV0.05的所述部件在500μm深度处的硬度,
并且其中,进行高频感应淬火操作而在感应淬火操作之前在所述部件(P)上不施加保护膜。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在感应淬火操作之后不进行回火操作。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,通过高频感应淬火部件的操作按以下方式进行:将铁素体保存在所述部件(P)中在所述扩散区(3)/结合层(2)界面和500μm深度之间,优选在所述扩散区(3)/结合层(2)界面和300μm深度之间。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其特征在于,通过高频感应淬火部件的操作按以下方式进行:使所述部件(P)中在所述扩散区(3)/结合层(2)界面和500μm深度之间的残余铁素体含量为1vol%至50vol%,优选为1vol%至30vol%,更优选为5vol%至30vol%。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其特征在于,通过高频感应淬火部件的操作按以下方式进行:使所述部件(P)中在所述扩散区(3)/结合层(2)界面和500μm深度之间的残余铁素体含量为5vol%至20vol%,优选为5vol%至15vol%。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其特征在于,所述方法还包括在所述高频感应淬火操作之后的浸渍步骤。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,根据中性盐水喷雾试验,所述方法为所述部件(P)提供大于80h的耐腐蚀性。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其特征在于,所述高频感应淬火操作采用以下参数进行:
·50kHz至400kHz的频率(F),
·4.6J/mm至5.8J/mm的线性能量(E)。
9.一种由含铁金属制成的氮化部件(P),包含厚度为5μm至30μm的结合层(2)和厚度为100μm至500μm的布置在所述结合层(2)下方并与所述结合层(2)接触的扩散区(3),所述部件(P)具有:
·大于或等于50HRC的表面硬度,
·大于或等于400HV0.05的所述结合层(2)的硬度,
·大于或等于500HV0.05的在500μm深度处的硬度,所述部件(P)在所述扩散区(3)/结合层(2)界面和500μm深度之间包含铁素体和马氏体。
10.根据权利要求9所述的部件(P),其特征在于,所述部件(P)在0.5mm深度处的硬度大于或等于芯部硬度+100HV0.05。
11.根据权利要求9或权利要求10所述的部件(P),其特征在于,所述部件(P)在0.25mm深度处的硬度大于或等于芯部硬度+350HV0.05。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的部件(P),其特征在于,所述部件(P)由锰含量低于1%的C10-C70家族的极低合金钢制成。
13.根据权利要求9至12中任一项所述的部件(P),其特征在于,所述部件(P)在所述扩散区(3)/结合层(2)界面和300μm深度之间包含铁素体和马氏体。
14.根据权利要求9至13中任一项所述的部件(P),其特征在于,所述部件(P)在所述扩散区(3)/结合层(2)界面和500μm深度之间包含的铁素体含量为1vol%至50vol%,优选为1vol%至30vol%,更优选为5vol%至30vol%。
15.根据权利要求9至13中任一项所述的部件(P),其特征在于,所述部件(P)在所述扩散区(3)/结合层(2)界面和500μm深度之间包含的铁素体含量为5vol%至20vol%,优选为5vol%至15vol%。
16.根据权利要求9至15中任一项所述的部件(P),其特征在于,根据使用中性盐水喷雾的试验,所述部件(P)的耐腐蚀性大于80h。
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