[發明專利]一種奧氏體不銹鋼材料硬化方法

有效

• 申請號: 201510090254.1
• 申請日: 2015-02-28
• 公開（公告）號: CN104593718B
• 公開（公告）日: 2017-04-19
• 發明（設計）人: 林育周;羅建東;劉正義;曾德長;王可
• 申請（專利權）人: 深圳市華宇發真空離子技術有限公司
• 主分類號: C23C12/02
• 分類號: C23C12/02
• 代理公司: 廣州新諾專利商標事務所有限公司44100
• 代理人: 許勇

技術領域

本發明涉及一種材料硬化方法，特別是一種適用于鐘表材料奧氏體不銹鋼材料的硬化方法。

背景技術

奧氏體不銹鋼具有優良的防腐性能，在鐘表零件如表座、表帶中廣泛采用，但奧氏體不銹鋼硬度不高，如果直接使用于鐘表零件，則容易產生擦傷、劃傷。奧氏體不銹鋼由于其組織為奧氏體，采用普通熱處理時，不會產生相變，因而不能提高其硬度；在其外表施加涂(膜)層(如較硬的氣相沉積層)，或鍍層(如裝飾鉻層)可以提高其表面硬度，但這些外加涂(鍍)層與基體材料結合力不夠，使用時易發生脫落現象，這是不允許的；采用滲氮亦可以提高奧氏體不銹鋼表面硬度，但氮與鉻形成金屬化合物后，不銹鋼組織中鉻的含量顯著降低，使不銹鋼不再具有防銹功能。直接采用滲金屬處理，難以顯著提高其硬度；采用滲金屬后再滲氮，仍難以保證奧氏體不銹鋼零件各個局部組織中鉻的含量在不銹鋼允許范圍內(組織中含鉻量不應低于13％)。

作為精密器件，鐘表零件對材料的要求是：(1)防腐性能好，不允許出現任何銹蝕。防銹性能好的鋼材組織中含鉻量一般不低于13％，鐘表零件材料一般采用采用奧氏體不銹鋼(組織中含鉻量約為18％)；(2)表面硬度高，要求達到1000Hv以上，硬化層厚度不少于0.1mm；(3)硬化層不允許脫落。

但是采用現有技術如常規熱處理、氣相沉積、滲氮、滲金屬處理等都無法滿足其要求。

發明內容

為了解決現有技術的不足，本發明的目的是提供一種適用于鐘表材料奧氏體不銹鋼材料的硬化方法，以滿足鐘表零件防銹、耐磨、不脫層等多種綜合性能要求。

本發明的目的是通過下述技術方案實現的：

一種奧氏體不銹鋼材料硬化方法，包括以下步驟實現：

S1、設置真空滲爐及復合滲透電源，所述復合滲透電源為雙陰極直流雙電源，其中第一陰極連接有滲金屬標靶，第二陰極連接有工件架，所述復合滲透電源的陽極為真空滲爐的爐壁，所述爐壁接地；

所述滲金屬標靶為Cr-Ti-Mo復合材料，所述Cr-Ti-Mo復合材料中各組分的重量百分比含量分別為，Cr：50％-70％，Ti：30％-20％，Mo：20％-10％。

S2、放置待滲不銹鋼材料于所述工件架，在所述真空滲爐內充入氮氣，調整第一陰極工作電壓為600V-700V，第二陰極電壓為400V-500V，保持爐內溫度為500℃-600℃；

S3、調整所述真空滲爐爐內真空度為1Pa-10Pa，保持3-4h；進行滲金屬及離子氮化的同步復合滲；

S4、調整所述真空滲爐爐內真空度為10^-1Pa-10^-3Pa，保持2-3h；進行Cr-Ti-Mo復合滲金屬處理。

作為一種具體實施例，所述步驟S1中，所述Cr-Ti-Mo復合材料中各組分的重量百分比含量分別為，Cr：70％，Ti：20％，Mo：10％；

所述步驟S2中，調整第一陰極工作電壓為600V，第二陰極電壓為500V，保持爐內溫度為500℃；

所述步驟S4中，調整所述真空滲爐爐內真空度為10^-1Pa。

作為一種具體實施例，所述步驟S1中，所述Cr-Ti-Mo復合材料中各組分的重量百分比含量分別為，Cr：60％，Ti：25％，Mo：15％；

所述步驟S2中，調整第一陰極工作電壓為650V，第二陰極電壓為450V，保持爐內溫度為550℃；

所述步驟S4中，調整所述真空滲爐爐內真空度為10^-2Pa。

作為一種具體實施例，所述步驟S1中，所述Cr-Ti-Mo復合材料中各組分的重量百分比含量分別為，Cr：50％，Ti：30％，Mo：20％；

所述步驟S2中，調整第一陰極工作電壓為700V，第二陰極電壓為400V，保持爐內溫度為600℃；

所述步驟S4中，調整所述真空滲爐爐內真空度為10^-3Pa。

相對現有技術，本發明的有益效果在于：

(1)硬化后材料硬度高、硬化層較厚：采用本方法硬化后的材料可以在奧氏體不銹鋼表層形成0.5mm以下的硬化層，硬化層最高硬度可達到2200Hv，其原因是因為硬化層先采用了滲金屬與離子氮化同步復合滲，滲金屬中的Ti、Mo、Cr與離子氮化中的氮結合形成了非常硬的金屬化合物；然后再采用了高真空條件下Ti-Mo-Cr金屬復合滲，可以達到很高的硬度，材料非常耐磨。