[發(fā)明專(zhuān)利]用于滲碳Ferrium鋼的氮化工藝

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811569803.3
• 申請(qǐng)日: 2018-12-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109972077B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-10-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: L·里戈;A·皮亞扎;D·迪喬亞
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 通用電氣阿維奧有限責(zé)任公司
• 主分類(lèi)號(hào): C23C8/38
• 分類(lèi)號(hào): C23C8/38;C22C38/52;C22C38/44;C23C8/34;C23C8/22
• 代理公司: 上海華誠(chéng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31300
• 代理人: 徐穎聰

本公開(kāi)提供了用于處理鋼的方法以及所得經(jīng)處理的鋼。該方法可以包括：氮化滲碳Ferrium鋼組件以使得所述Ferrium鋼組件具有氮含量按重量計(jì)大于0％到約5％的表面部分。氮化所述Ferrium鋼組件可以增加所述Ferrium鋼的表面硬度。所述表面部分可以具有按重量計(jì)約0.05％到約0.5％的氮含量。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開(kāi)主要涉及用于處理金屬的方法，更具體地，涉及用于處理金屬以改善在惡劣環(huán)境中的耐久性的方法。

背景技術(shù)

滲碳鋼齒輪廣泛用于旋翼機(jī)，運(yùn)輸車(chē)輛，農(nóng)業(yè)和越野設(shè)備，工業(yè)旋轉(zhuǎn)設(shè)備和數(shù)千種其它應(yīng)用中的動(dòng)力傳輸。歷史上，需要滲碳的合金經(jīng)歷了氣氛(氣體)工藝。然而，近年來(lái)，低壓(即，真空)滲碳的發(fā)展已經(jīng)使得某些應(yīng)用利用工藝步驟的減少以及硬化層型面均勻性的改進(jìn)。專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)并開(kāi)發(fā)了新一類(lèi)的齒輪鋼，C61和C64，以最大化真空滲碳工藝的益處。

然而，從風(fēng)扇到低壓渦輪傳遞動(dòng)力的齒輪箱系統(tǒng)的組件需要改進(jìn)的高強(qiáng)度材料，具體來(lái)說(shuō)是軸承及其與周?chē)M件的集成。因此，需要開(kāi)發(fā)具有高效熱處理的新型高性能鋼。

發(fā)明內(nèi)容

方面和優(yōu)點(diǎn)將部分地在以下描述中闡述，或是通過(guò)描述可顯而易見(jiàn)的，或可通過(guò)本發(fā)明的實(shí)踐而習(xí)得。

本公開(kāi)提供了用于處理鋼的方法以及所得經(jīng)處理的鋼。在一個(gè)實(shí)施例中，所述方法包括：氮化滲碳Ferrium鋼組件以使得所述Ferrium鋼組件具有氮含量按重量計(jì)大于0％到約5％的表面部分。大體上，氮化Ferrium鋼組件增加Ferrium鋼的表面硬度。舉例來(lái)說(shuō)，所述表面部分可以具有按重量計(jì)0.05％到0.5％的氮含量。

在一個(gè)實(shí)施例中，可以經(jīng)由在包括含氮?dú)怏w的處理氣氛(例如，0.5毫巴到10毫巴)中等離子氮化所述Ferrium鋼組件而執(zhí)行氮化所述Ferrium鋼組件。所述處理氣氛在一個(gè)實(shí)施例中包括含氮?dú)怏w和載氣。舉例來(lái)說(shuō)，處理氣氛包括按體積計(jì)1％到50％的含氮?dú)怏w(例如，按體積計(jì)約5％到約25％)。

在特定實(shí)施例中，滲碳Ferrium鋼組件可以在氮化之前例如在約400℃到約550℃的回火溫度下進(jìn)行回火。舉例來(lái)說(shuō)，在約400℃到約550℃的回火溫度下對(duì)滲碳Ferrium鋼組件進(jìn)行回火可以經(jīng)由雙重回火工藝執(zhí)行，所述工藝包括：在第一回火溫度下對(duì)所述滲碳Ferrium鋼組件執(zhí)行第一回火工藝，并且隨后在高于第一回火溫度的第二回火溫度下對(duì)所述滲碳Ferrium鋼組件執(zhí)行第二回火工藝。

還大體上提供一種經(jīng)處理的Ferrium鋼組件，其包括滲碳Ferrium鋼組件的核心和所述組件的表面部分。所述核心可具有一種組成，其按重量計(jì)包括約0.10％到約0.2％的碳、約7.0％到約10.0％的鎳、約16.0％到約18.5％的鈷、約1.0％到約2.0％的鉬、約3.0％到約4.0％的鉻、高達(dá)約0.05％的鎢，以及余量的鐵。所述表面部分可具有一種組成，其按重量計(jì)包括約0.10％到約0.2％的碳、約7.0％到約10.0％的鎳、約16.0％到約18.5％的鈷、約1.0％到約2.0％的鉬、約3.0％到約4.0％的鉻、高達(dá)約0.05％的鎢，約0.05％到約5％的氮，以及余量的鐵。

在經(jīng)處理的Ferrium鋼組件的一個(gè)實(shí)施例中，所述表面部分界定外表面，所述外表面具有在洛氏標(biāo)尺上約65到約69的表面硬度。舉例來(lái)說(shuō)，所述表面部分可以具有距離所述組件的外表面高達(dá)約35μm的深度。

在經(jīng)處理的Ferrium鋼組件的一個(gè)特定實(shí)施例中，所述核心可以具有按重量計(jì)基本上由以下各者組成的一種組成：約0.15％的碳、約9.5％的鎳、約18.0％的鈷、約1.1％的鉬、約3.5％的鉻，以及余量的鐵，其中滲碳Ferrium鋼組件具有在洛氏標(biāo)尺上約65到約67的表面硬度。

在經(jīng)處理的Ferrium鋼組件的一個(gè)特定實(shí)施例中，所述核心可具有按重量計(jì)基本上由以下各者組成的一種組成：約0.11％的碳、約7.5％的鎳、約16.3％的鈷、約1.75％的鉬、約3.5％的鉻、約0.02％的鎢，以及余量的鐵，其中滲碳Ferrium鋼組件具有在洛氏標(biāo)尺上約65到約69的表面硬度。