[發(fā)明專利]一種碳氮共滲熱處理碳勢的實時驗證方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710485195.7
• 申請日: 2017-06-23
• 公開（公告）號: CN107326323A
• 公開（公告）日: 2017-11-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 史有森
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇豐東熱處理及表面改性工程技術(shù)研究有限公司
• 主分類號: C23C8/32
• 分類號: C23C8/32;C21D1/76
• 代理公司: 南京利豐知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙)32256
• 代理人: 任立

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及碳勢測定技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種碳氮共滲熱處理碳勢的實時驗證方法。

背景技術(shù)

可控氣氛熱處理爐是采用滲碳或氰化工藝對工件表面進行表面強化的設(shè)備，其溫度和碳勢控制的準(zhǔn)確性將直接影響到零部件表面改性層的性能。

現(xiàn)有技術(shù)中，爐內(nèi)碳勢的測量方法主要有直接測量和間接測量兩種，所謂直接測量就是用低碳鋼箔在含碳?xì)夥罩械钠胶馓剂縼肀硎?。具體測量方法如下：當(dāng)爐內(nèi)碳勢穩(wěn)定以后，將用鐵絲系著的鋼箔從帶水冷套的取樣孔放入爐內(nèi)，然后擰上螺蓋；經(jīng)過30~45min后取掉樣孔的螺蓋，用石棉布堵住其口，將鐵絲取出；把鋼箔在水冷套中充分冷卻2~3min后（防止氧化脫碳）取出，擦去鋼箔表面的碳黑；然后用稱重法確定其含碳量（C%），則此含碳量就為爐氣的碳勢（C_η）。用萬分之一的天平稱重即可準(zhǔn)確地計算出爐氣碳勢值，其計算公式如下：C_η（C%）=｜W₁×a%+(W₂-W₁)/W₂｜×100%，式中：W₁為鋼箔滲碳前的重量；W₂為鋼箔滲碳后的重量；a%為鋼箔滲碳前的原始含碳量。

當(dāng)工件需要進行碳氮共滲熱處理時，由于氮原子的存在，采用稱重法就無法準(zhǔn)確測出爐內(nèi)碳勢；此外，鋼箔在制樣過程中由于氧化、增碳、缺損等情況易導(dǎo)致檢測結(jié)果不準(zhǔn)確，實際應(yīng)用時參考性較低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是碳氮共滲熱處理時爐內(nèi)碳勢無法準(zhǔn)確測定，克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供一種碳氮共滲熱處理碳勢的實時驗證方法，可有效對碳氮共滲熱處理時的碳勢進行實時驗證，有利于實現(xiàn)對碳勢的精確控制。

為了解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種碳氮共滲熱處理碳勢的實時驗證方法，該方法步驟如下：

S1、選用低碳鋼片，鋼片供貨狀態(tài)為冷軋態(tài)；

S2、鋼片在進入熱處理爐前先進行表面清洗；

S3、通過取樣裝置將鋼片從熱處理爐爐頂?shù)娜涌追湃霠t內(nèi)，讓鋼片隨熱處理工藝進行處理，保持30~45min，拉到取樣裝置內(nèi)緩冷2~3min取出；

S4、鋼片進行表面清洗，并干燥、破碎；

S5、用萬分之一天平稱好樣品，輸入電腦，按選定的分析操作方式進行紅外碳硫分析，分析C、S含量。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明利用低碳鋼片在熱處理爐內(nèi)保溫一段時間，使鋼片與爐內(nèi)碳勢基本達到平衡，再通過紅外碳硫分析法精確測量鋼片經(jīng)過碳氮共滲后的碳含量，由此來表征當(dāng)時狀態(tài)下爐內(nèi)的實際碳勢，將此數(shù)值與當(dāng)時測量狀態(tài)下的碳勢控制值進行比較分析驗證，以在碳氮共滲熱處理工藝時對爐內(nèi)碳勢達到精確控制的目的。本發(fā)明工藝簡單、可操作性強、免維護，可有效對碳氮共滲熱處理碳勢進行實時驗證，有利于實現(xiàn)對碳勢的精確控制。

本發(fā)明進一步限定的技術(shù)方案是：

進一步的，步驟S1中的鋼片采用08、08F或08A1優(yōu)質(zhì)碳素鋼。

前所述的一種碳氮共滲熱處理碳勢的實時驗證方法，步驟S1中的鋼片厚度等于或小于0.1mm，且厚度偏差小于0.01mm。

前所述的一種碳氮共滲熱處理碳勢的實時驗證方法，步驟S1中的鋼片表面要求光亮、無氧化和銹蝕，鋼片邊緣無毛邊、毛刺。

前所述的一種碳氮共滲熱處理碳勢的實時驗證方法，步驟S2中鋼片在清洗之前先用金相砂紙打磨鋼片表面。

前所述的一種碳氮共滲熱處理碳勢的實時驗證方法，步驟S2和步驟S4中鋼片的清洗采用分析純丙酮或?qū)Ｓ们逑磩┻M行清洗。

前所述的一種碳氮共滲熱處理碳勢的實時驗證方法，步驟S3中鋼片要等熱處理爐爐內(nèi)碳勢達到設(shè)定值后再放入。

前所述的一種碳氮共滲熱處理碳勢的實時驗證方法，步驟S3中的取樣裝置包括冷卻套管和鐵絲，鐵絲系在鋼片上，冷卻套管位于取樣孔處。

（1）本發(fā)明中鋼片表面先進行打磨，用分析純或?qū)Ｓ们逑磩┣逑?，保持清潔、無氧化和銹蝕，無毛邊和毛刺，以免由于氧化、增碳、缺損等導(dǎo)致檢測結(jié)果不準(zhǔn)確；

（2）本發(fā)明中鋼片要待熱處理爐內(nèi)碳勢達到設(shè)定值再放入，以便通過鋼片能夠得到最接近碳勢控制值的碳勢實時測量值，提高檢測準(zhǔn)確性。

具體實施方式

本實施例提供的一種碳氮共滲熱處理碳勢的實時驗證方法，步驟如下：

S1、選用08優(yōu)質(zhì)碳素鋼作為低碳鋼片，鋼片供貨狀態(tài)為冷軋態(tài)，厚度為0.1mm，且厚度偏差小于0.01mm，表面要求光亮、無氧化和銹蝕，邊緣無毛邊、毛刺；