[發(fā)明專利]一種低碳鋼零件及其復合熱處理方法

有效

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• 申請日: 2014-05-30
• 公開（公告）號: CN105132857B
• 公開（公告）日: 2018-09-11
• 發(fā)明（設計）人: 唐志剛
• 申請（專利權）人: 比亞迪股份有限公司
• 主分類號: C23C8/34
• 分類號: C23C8/34
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明提供了一種低碳鋼零件及其復合熱處理方法，所述方法為先對低碳鋼零件進行碳氮共滲，然后進行機械加工整形，最后進行滲氮處理。用本發(fā)明的方法處理后的低碳鋼，表面硬度能夠達到要求，平面度較小，即變形量小，能夠滿足現(xiàn)在對變形量的要求。

技術領域

本發(fā)明屬于低碳鋼領域，尤其涉及一種低碳鋼零件及其復合熱處理方法。

背景技術

對于含碳量≤0.12%的冷軋鋼薄壁零件，其成型方式一般為沖壓或拉深成型，形狀較為復雜，對于一些用于機械機構或設備上的此類零件還要求有精準的尺寸以便最終裝配，以及良好的表面硬度以提高其整體強度及耐磨性來滿足工作需要。對于這些低碳鋼薄壁零件一般通過滲碳或碳氮共滲然后淬火的方法提高其表面硬度，但是高溫淬火引起的奧氏體向馬氏體轉變的相變應力以及過冷產生的熱應力都會使零件嚴重變形，無法滿足變形量要求。而且這種薄壁件一旦滲碳或碳氮共滲淬火后由于硬化層是雙面產生的整體屈服強度很高用機械整形方法都無法校正如果強行校正又會因為施加力太大零件本身太脆發(fā)生斷裂。還有的辦法是用滲氮或氮碳共滲，但這種零件一般是經過沖壓或拉深成型的，零件內部加工應力大而氮碳共滲溫度一般在540～580℃之間，在這樣的溫度下薄壁零件由于應力釋放變形就會超過技術要求，但不管是滲氮還是氮碳共滲，由于零件本身含碳量≤0.12%，組織以鐵素體為主，氮的滲入無法產生彌散強化的效果，而又由于碳的含量很少，珠光體一般不會超過總面積的15%而無法有效產生固溶強化效果，經過滲氮或碳氮共滲后表面硬度≤500HV，擴散層硬度≤250HV，不能滿足使用需要。

公開號為CN101187027A的專利公開了一種新型復合熱處理方法，并具體公開了先將工件加熱至奧氏體狀態(tài)進行滲氮或碳氮共滲，獲得預定的滲層，然后在同爐內將溫度降低到奧氏體滲氮溫度560-640℃進行滲氮或碳氮共滲處理，使工件表面層奧氏體的氮濃度提高到奧氏體滲氮層的水平，再進行淬火處理并在200-300℃溫度范圍內的時效或者直接進行200-300℃溫度區(qū)間中的等溫淬火，使高氮奧氏體發(fā)生分解，得到高的表面硬度和耐磨性。

公開號為CN101994121A的專利公開了一種復合熱處理方法，該方法是將工件加熱至奧氏體狀態(tài)進行滲碳或碳氮共滲，獲得理想的滲層，然后在爐內將溫度降低到奧氏體滲氮溫度640-720℃進行滲氮或氮碳共滲處理，使工件表面層奧氏體的氮濃度提高到奧氏體滲氮層的水平，再進行直接800℃左右的淬火和在300℃范圍內的時效處理或直接進行200-240℃溫度區(qū)間中的等溫淬火，使高氮奧氏體發(fā)生分解，得到金屬理想的表面硬度和耐磨性。

上述兩種復合熱處理方法的原理基本一樣，都是先滲碳或碳氮共滲然后冷下來滲氮或氮碳共滲再重新加熱淬火，這樣做存在最大的問題是會發(fā)生嚴重變形。因為對于含碳量≤0.12的低碳冷變型鋼如果升溫到奧氏體化溫度，那么溫度已經接近900℃了，而低碳鋼零件本身強度低，在這么高的溫度下極易變形。而在重新加熱到800℃左右淬火時由于奧氏體向馬氏體轉變產生的相變應力以及高溫下急速冷下來的熱應力會使這個變形進一步加劇。如果按上述兩個方法處理后的低碳鋼薄壁冷成型零件由于強度硬度高，變形后基本無法校正，很顯然不適合含碳量≤0.12%的冷成型零件。

發(fā)明內容

本發(fā)明為解決現(xiàn)有的低碳鋼熱處理后變形嚴重的技術問題，提供一種熱處理后變形量小的低碳鋼零件及其復合熱處理方法。

本發(fā)明提供了一種低碳鋼零件的復合熱處理方法，所述方法為先對低碳鋼零件進行碳氮共滲，然后進行機械加工整形，最后進行滲氮處理。

本發(fā)明還提供了一種由上述方法制備得到的低碳鋼零件。