[發明專利]一種提高鋼質工件表面性能的復合熱處理工藝

在審

• 申請號: 201210220855.6
• 申請日: 2012-06-29
• 公開（公告）號: CN102758207A
• 公開（公告）日: 2012-10-31
• 發明（設計）人: 蔡紅;葉儉;王超;顧正;謝維立
• 申請（專利權）人: 上海市機械制造工藝研究所有限公司
• 主分類號: C23F17/00
• 分類號: C23F17/00;C23C8/46;C21D1/09;C21D1/10
• 代理公司: 上海寶鼎專利代理有限公司 31222
• 代理人: 龔崢嶸

技術領域

本發明涉及一種熱處理工藝，尤其涉及一種鋼件的熱處理工藝。?

背景技術

對碳含量獲得增加的鋼件表面進行表面淬火處理，使鋼件表面（在一定的深度內）得到強化的工藝是一種應用比較廣泛的熱處理工藝。經該工藝處理后的鋼件表面能得到較高的硬度和耐磨性，鋼件心部則有合適的塑韌性，使鋼件具有優良的力學性能，適應所需要的服役條件。?

常見的表面增碳結合表面淬火的工藝通常是采用化學法增加表面碳含量（諸如：氣體滲碳、液體滲碳、固體滲碳等）結合表面淬火工藝(諸如：感應淬火、激光淬火等)，稱之為表面滲碳淬火工藝。此工藝在工業生產中被大量采用，但是此工藝過程時間長、能源消耗大。?

激光表面淬火工藝是一種較為先進的表面相變硬化手段，是指利用激光將金屬材料表面加熱到相變點以上，隨著材料自身冷卻,奧氏體轉變成馬氏體，使材料表面硬化，同時硬化層內殘留有相當大的壓應力，從而增加了表面的疲勞強度。利用這一特點對工件表面實施激光淬火，則可以大大提高材料的耐磨性和抗疲勞性能。但是激光表面淬火工藝僅適用于碳含量在0.2wt%以上的鋼件，限制了激光淬火工藝在低碳鋼工件上的應用。?

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種更合理有效能耗更小的復合熱處理工藝，可使部分無法激光淬硬處理的低碳鋼（含碳量低于0.2wt%）經淬火-碳分配表面增碳工藝處理后可適用激光淬硬處理。?

本發明為解決上述技術問題而采用的技術方案是?

一種提高鋼質工件表面性能的復合熱處理工藝，其步驟包括：

a、通過表面碳分配增碳工藝，增加所述鋼質工件表面的碳含量；

b、通過激光淬火工藝提高所述鋼質工件的表面硬度。

所述的表面碳分配增碳工藝可以為鹽浴表面增碳工藝、激光淬火表面增碳工藝或感應淬火表面增碳工藝中的一種或者多種。?

更優地，所述的表面碳分配增碳工藝為激光淬火表面增碳工藝或感應淬火表面增碳工藝中的一種或者多種。?

本發明的復合熱處理工藝適用于能夠通過表面碳分配增碳工藝提高表面碳含量的鋼質工件。?

這種表面強化工藝是指通過多種常規熱處理工藝單獨或組合使用借助淬火-碳分配技術原理獲得表面增碳工效果，隨后采用激光淬火工藝對鋼件整體或局部表面進行激光淬火硬化處理。采用本工藝處理的鋼件表面具有很高的硬度和耐磨性，鋼件整體性能優于傳統的化學法表面增碳以及單純采用表面激光淬火工藝。采用本發明的復合熱處理技術可部分替代表面滲碳工藝，降低能耗，使得鋼件整體或特定的局部表面硬度及耐磨性顯著提高，并且可使部分無法進行激光淬火硬化處理的低碳鋼（含碳量低于0.2wt%）經表面增碳工藝處理后可適用激光淬火硬化處理。?

本發明中將多種傳統熱處理工藝以及新興熱處理工藝復合起來，顯著提高鋼件（本發明僅適用于可進行淬火-碳分配工藝處理的鋼種）整體或特定部位表面的硬度和耐磨性。通過本發明可部分替代傳統的表面化學增碳工藝，實現節能減排的目的。?

采用本發明可使部分原來無法進行激光相變硬化處理的低碳鋼（含碳量低于0.2wt%的低碳鋼在激光淬火過程中因碳含量較少，無法形成大量的馬氏體強化相）適用于表面激光淬火處理。使得具備獨特優勢的激光淬火處理獲得更加廣泛的應用。?

本發明采用通過基體中馬氏體里的碳原子向表層中殘余奧氏體擴散實現表面增碳的方法，可部分替代傳統的表面滲碳工藝，節能減排，縮短熱處理工藝周期。?

而更優地，采用感應淬火以及激光淬火等多種綠色節能方法，可避免鹽浴處理可能會產生的污染環境，盡可能地做到節能減排，同時簡化工藝流程。?

附圖說明

圖1為碳分配工藝曲線示意圖；?

圖2a、2b為60Si2Mn鋼經表面增碳處理前后EDS能譜分析結果示意圖，其中圖2a為表面增碳處理前，圖2b為表面增碳處理后；

圖3為60Si2Mn鋼表面增碳工藝處理后的SEM照片。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步的描述。?