[发明专利]一种煤矿机械轴承用钢材的表面氮碳共渗热处理工艺

摘要

本发明公开一种煤矿机械轴承用钢材的表面氮碳共渗热处理工艺，包括以下步骤：S1：预处理：将钢材工件浸入除锈清洁液，双频超声处理10‑15min；S2：预热：以15℃/min的速率升温至340‑380℃，保温25‑35min；S3：盐浴氮碳共渗：将钢材工件放入盐浴氮碳共渗剂中，控制盐浴温度为450‑500℃、盐浴时间为40‑50min；所述盐浴氮碳共渗剂包括以下质量比组分：尿素25‑45％、甘氨酸钠25‑35％、氰酸钾16‑20％、碳酸钠11‑15％、氟化钾1‑2％、硫脲2‑3％；S4：气相氮碳共渗：500‑550℃通入NH₃和CO₂，反应2.5‑3h；S5：热处理。本发明工艺处理后的轴承钢具有优异的耐磨性、抗腐蚀性和抗疲劳性能，所形成的渗层，由内到外分为氧化物层、疏松层、氮碳化合物层、奥氏体层、贝氏体层。

主权项

1.一种煤矿机械轴承用钢材的表面氮碳共渗热处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：S1：预处理：将钢材工件浸入除锈清洁液，双频超声处理10‑15min，去除表面油渍和锈斑，用蒸馏水冲洗3次后，120‑130℃快速烘干；S2：预热：将钢材工件放入预热炉内，以15℃/min的速率升温至340‑380℃，保温25‑35min，使其充分均匀预热；S3：盐浴氮碳共渗：将钢材工件放入盐浴氮碳共渗剂中，控制盐浴温度为450‑500℃、盐浴时间为40‑50min，使工件表面原位生长出一层渗氮渗碳膜；所述盐浴氮碳共渗剂包括以下质量比组分：尿素25‑45％、甘氨酸钠25‑35％、氰酸钾16‑20％、碳酸钠11‑15％、氟化钾1‑2％、硫脲2‑3％；S4：气相氮碳共渗：清洗、烘干盐浴后钢材工件后，放于氮化炉中，控制氮化炉温度为500‑550℃，向其中持续性通入NH₃和CO₂，NH₃流量为6‑12m³/h，CO₂流量为0.5‑2m³/h，反应2.5‑3h，形成第二层渗氮渗碳膜；S5：热处理：向氮化炉通入氩气(Ar)，排出反应剩余NH₃和CO₂，继续加热氮化炉至650‑680℃，保温2‑3h,形成奥氏体层，再水淬使工件迅速降温至160‑210℃，保温6‑14h，进行等温时效处理，形成贝氏体耐磨层，冷却、抛光、涂油后，完成氮碳共渗热处理工序。