32Cr3MoVE材料深层渗氮方法

摘要

本发明涉及一种32Cr 3MoVE材料深层渗氮方法，采用可控气氛渗氮技术对深层要求的渗氮面渗氮，通过对参数的合理设置，可以保证齿轮部位渗碳层深度在0.47mm以上，深层渗氮后表面硬度大于HR15N92.5，心部硬度HRC36～43，使其表面显微组织及心部的显微组织符合航标5022《航空钢制件渗氮、氮碳共渗金相组织检验标准》的相应要求，并有效控制零件变形的渗氮热处理方法。

权利要求

1.一种32Cr3MoVE材料深层渗氮方法，其特征是，所述的方法包括以下步骤：(1)准备要进行深层渗氮的32Cr3MoVE材料的零件；

(2)调质处理：将零件放入加热炉内，升温至950±10℃，保温1小时50分钟～2小时后油冷，然后升温至630±30℃保温3～4小时空冷后机加，粗加工出零件的深层渗氮面；

(3)稳定处理：将零件放在渗氮炉内，升温至560±10℃，保温10～12小时，在升温和保温的同时充氩气，流量为2～5L/min，保温后进行降温，降温时氩气流量大于5L/min，温度降至小于150℃时停充氩气，零件出炉；

(4)机加，精加工零件各位置；

(5)将零件不需要进行深层渗氮的部分保护起来后在渗氮炉中渗氮，氨气分解率为

33％～50％，升温时间在4～8小时之间，使温度达到530±10℃后，保温105～120小时，然后空冷至室温；

(6)将渗氮后零件进行水吹砂；

(7)最终检验。

说明书

32Cr3MoVE材料深层渗氮方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种渗氮方法，尤其是一种32Cr3MoVE材料深层渗氮的方法。

背景技术

[0002] 32Cr3MoVE材料是航空领域使用的一种特殊材料，由于航空领域特殊的使用要求，由这种材料加工成零件并进行热处理后进行深层氮化，氮化层深要求0.47mm以上，硬度HRC60处的氮化层深度要求≥0.18mm，深层表面硬度要求HR15N≥92.5，心部硬度为HRC36～43，即能保证内部综合机械性能指标，又能保证不同表面的高强度和高耐磨性，并保证材料的表面显微组织及心部的显微组织符合航标5022《航空钢制件渗氮、氮碳共渗金相组织检验标准》的相应要求。此材料一般的热处理方式很难达到上述指标，由于渗氮层深度较深，国内尚没有成型的技术。

发明内容

[0003] 本发明的目的是提供一种可以使32Cr3MoVE材料能够进行深层渗氮，渗氮层深度在0.47mm以上，深层渗氮后表面硬度大于HR15N92.5，心部硬度在HRC36～43，并使其表面显微组织及心部的显微组织符合航标5022《航空钢制件渗氮、氮碳共渗金相组织检验标准》的相应要求的渗氮热处理方法。

[0004] 本发明的具体方法为：

[0005] (1)准备要进行深层渗氮的32Cr3MoVE材料的零件；

[0006] (2)调质处理：将零件放入加热炉内，升温至950±10℃，保温1小时50分钟～2小时后油冷，然后升温至630±30℃保温3～4小时空冷后机加，粗加工出零件的深层渗氮面；

[0007] (3)稳定处理：将零件放在渗氮炉内，升温至560±10℃，保温10～12小时，在升温和保温的同时充氩气，流量为2～5L/min，保温后进行降温，降温时氩气流量大于5L/min，温度降至小于150℃时停充氩气，零件出炉；

[0008] (4)机加，精加工零件各位置；

[0009] (5)将零件不需要进行深层渗氮的部分保护起来后在渗氮炉中渗氮，氨气分解率为33％～50％，升温时间在4～8小时之间，使温度达到530±10℃后，保温105～120小时，然后空冷至室温；

[0010] (6)将渗氮后零件进行水吹砂；

[0011] (7)最终检验。

[0012] 在以上所述的步骤(5)中，为控制零件变形可以采用专用工装。

[0013] 本发明采用可控气氛渗氮技术对深层要求的渗氮面渗氮，通过对参数的合理设置，可以保证齿轮部位渗碳层深度在0.47mm以上，深层渗氮后表面硬度大于HR15N92.5，心部硬度HRC36～43，使其表面显微组织及心部的显微组织符合航标5022《航空钢制件渗氮、氮碳共渗金相组织检验标准》的相应要求，并有效控制零件变形的渗氮热处理方法。

具体实施方式

[0014] (1)准备要进行深层渗氮的32Cr3MoVE材料的零件；

[0015] (2)调质处理：将零件放入加热炉内，升温至950±10℃，保温1小时50分钟～2小时后油冷，然后升温至630±30℃保温3～4小时空冷后机加，粗加工出零件的深层渗氮面；

[0016] (3)稳定处理：将零件放在渗氮炉内，升温至560±10℃，保温10～12小时，在升温和保温的同时冲氩气，流量为2～5L/min，保温后进行降温，降温时氩气流量大于5L/min，温度降至小于150℃时停冲氩气，零件出炉；

[0017] (4)机加，精加工零件各位置；

[0018] (5)将零件不需要进行深层渗氮的部分保护起来后在渗氮炉中渗氮，氨气分解率为33％～50％，升温时间在4～8小时之间，使温度达到530±10℃后，保温105～120小时，然后空冷至室温；

[0019] (6)将渗氮后零件进行水吹砂；

[0020] (7)最终检验。

[0021] 实施例1

[0022] 某航空发动机用的固定齿圈，材料为32Cr3MoVE，最大外径达到φ648mm，对此齿圈进行深层渗氮处理，其步骤为：

[0023] (1)准备好材料为32Cr3MoVE材料的待深层渗氮的固定齿圈；

[0024] (2)调质处理：将零件放在加热炉内升温至950℃保温1小时55分钟油冷，升温至630℃保温3.5h空冷后机加，粗加工出零件的深层渗氮面；

[0025] (3)稳定处理：将零件放在渗氮炉内，升温至560℃，保温11小时，在升温和保温的同时充氩气，流量为3L/min，保温后进行降温，降温时氩气流量大于6L/min，温度降至140℃时停充氩气，零件出炉；

[0026] (4)机加精加工零件各位置；

[0027] (5)将零件不需要进行深层渗氮的部分保护起来后在渗氮炉中渗氮，氨气分解率为45％，升温时间为6小时，温度达到了530℃后，保温110小时，然后空冷至室温，同时为了控制零件变形采用了专用的工装；

[0028] (6)将渗氮后零件进行水吹砂；

[0029] (7)最终检验：零件最终的深层表面硬度HR15N93，心部硬度HRC41，深层渗层深度0.52mm，材料的表面显微组织及心部的显微组织符合航标5022《航空钢制件渗氮、氮碳共渗金相组织检验标准》的相应技术要求。