[發(fā)明專利]一種9310鋼碳氮共滲方法

在審

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• 申請日: 2019-07-09
• 公開（公告）號: CN110318018A
• 公開（公告）日: 2019-10-11
• 發(fā)明（設計）人: 辛昕;師玉英;曾西軍;周動林;陳紅艷
• 申請（專利權）人: 中國航發(fā)哈爾濱東安發(fā)動機有限公司
• 主分類號: C23C8/32
• 分類號: C23C8/32;C23C8/02;C23C8/80
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 張毓靈

本發(fā)明屬于新型齒輪鋼的化學熱處理技術，具體涉及一種9310鋼碳氮共滲方法。本發(fā)明9310鋼碳氮共滲方法，其中，零件為9310鋼，先將零件進行調質處理，然后放在可控氣氛氮化爐進行碳氮共滲，其中，碳氮共滲分成兩階段，第一階段，碳勢為0.30％～0.40％，碳氮共滲時間為30～40min，第二階段碳勢為0.95％～1.05％，碳氮共滲時間為0.5～3h，同時，兩個階段的共滲溫度為840±10℃，氨氣流量為0.3～0.6m³/h，之后進行冷卻和回火處理。本發(fā)明方法可以有效控制9310鋼的淺滲層深度，使得9310鋼的韌性以及表面硬度均可滿足設計要求，同時該方法工藝簡單，操作方便，易于實施。

技術領域

本發(fā)明屬于新型齒輪鋼的化學熱處理技術，具體涉及一種9310鋼碳氮共滲方法。

背景技術

9310鋼是近年來中新開發(fā)的第二代航空齒輪鋼，該鋼具有滲碳溫度高，滲碳層淬硬性好，淬火后表面硬度高等優(yōu)點,對其進行滲碳熱處理可使該鋼獲得硬度高、耐磨性好的表面，同時又保持芯部具有較高的韌性，從而提高齒輪的承載能力和齒面的抗擦傷與咬接性能，因此在國內直升機傳動系統(tǒng)得到了廣泛的應用。

然而該材料淺層滲碳(0.1～0.5mm)工藝性較差，滲碳深度控制難度大，滲碳過程中，如有10°左右的溫度差異以及3—5分鐘保溫時間差異，均可能使得零件滲碳深度過深或過淺，從而使得零件缺乏韌性或表面硬度不夠，無法滿足零件設計要求，而在滲碳爐中，溫度和時間控制難度較大，使得淺層滲碳深度控制困難，因此急需進行淺層化學熱處理工藝方法的研究。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是：提供一種工藝性好、可有效控制滲層深度的9310鋼碳氮共滲方法，解決9310鋼淺滲層零件表面硬度及滲層深度不穩(wěn)定的問題。

本發(fā)明的技術方案是：

一種9310鋼碳氮共滲方法，所述零件為9310鋼，先將零件進行調質處理，然后放在可控氣氛氮化爐進行碳氮共滲，其中，碳氮共滲分成兩階段，第一階段，碳勢為0.30％～0.40％，碳氮共滲時間為30～40min，第二階段碳勢為0.95％～1.05％，碳氮共滲時間為0.5～3h，同時，兩個階段的共滲溫度為840±10℃，氨氣流量為0.3～0.6m³/h，之后進行冷卻和回火處理。

所述調質處理包括淬火和高溫回火，其中，淬火溫度為807±10℃，保溫2～2.5h，再進行油冷；高溫回火500±10℃，保溫2～2.5h，空冷。

碳氮共滲后，冷卻處理前，對零件進行840±10℃的淬火處理。

冷卻處理過程：先冰冷，溫度為≤-80℃，保溫4～4.5h，空冷至室溫，降低零件表面的殘余奧氏體組織。

回火處理溫度為150±10℃，保溫4～4.5h，空冷至室溫。

本發(fā)明的技術效果是：本發(fā)明的碳氮共滲方法利用可控氣氛碳氮共滲方法，掌握了9310鋼精確控制淺層化學熱處理滲層深度及表面硬度的技術，可以有效控制9310鋼的滲層深度，使得9310鋼的韌性以及表面硬度均可滿足設計要求，同時該方法工藝簡單，操作方便，易于實施。

具體實施方式

下面結合實施案例對本發(fā)明做進一步說明：

本發(fā)明9310鋼碳氮共滲方法具體過程如下：

(1)零件碳氮共滲熱處理前，進行調質處理(淬火+高溫回火)。淬火溫度為(807±10)℃，保溫(2～2.5)h，油冷。高溫回火(500±10)℃，保溫(2～2.5)h，空冷；該調質處理工藝針對9310鋼特性，并使得零件組織均勻，并充分釋放應力，減少因應力造成的變形，同時降低硬度，便于機械加工。