[發明專利]一種合金鋼真空滲碳的預處理方法、真空滲碳方法和合金鋼

有效

• 申請號: 201910636719.7
• 申請日: 2019-07-15
• 公開（公告）號: CN110172647B
• 公開（公告）日: 2021-02-12
• 發明（設計）人: 王海斗;邢志國;馬國政;黃艷斐;郭偉玲;金國;董美玲;李彩云
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍陸軍裝甲兵學院
• 主分類號: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C22C38/04;C22C38/40;C23C14/48;C23C14/02;C23C8/22;C23C8/02;C23C14/16
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 紀志超

本發明提供了一種合金鋼真空滲碳預處理的方法，包括：對合金鋼基體進行超音速微粒轟擊，獲得表面納米化基體；對所述表面納米化基體進行稀土離子注入處理。本發明在真空滲碳前采用離子注入將稀土元素注入到合金鋼表面來達到催滲的作用，但限于離子注入層最厚只有幾微米，在離子注入稀土前又進行超音速微粒轟擊得到具有高密度缺陷、高殘余壓應力的金屬納米層，以增大離子注入層的厚度，獲得更好的催滲效果。本發明還提供了一種合金鋼真空滲碳的方法和合金鋼。

技術領域

本發明涉及合金滲碳處理技術領域，尤其涉及一種合金鋼真空滲碳的預處理方法、真空滲碳方法和合金鋼。

背景技術

真空滲碳是在真空環境中進行的滲碳熱處理技術，與氣氛滲碳相比，可以有效解決晶間氧化與炭黑的問題，使材料表面獲得高強度、高硬度的馬氏體組織，心部保持韌性。真空滲碳在相對高的溫度下縮短了滲碳時間，環保經濟，但其仍存在滲碳溫度較高、滲碳周期長、能源消耗大等問題。因此，在真空滲碳處理工藝方面進行優化提高滲碳效率、改善滲層質量，延長合金使用壽命來滿足日益更新的工業需求具有很大的必要性。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種合金鋼真空滲碳的預處理方法、真空滲碳方法和合金鋼，本發明提供的預處理方法能夠解決真空滲碳存在的滲層組織不均勻、滲碳周期長、能耗高等問題。

本發明提供了一種合金鋼真空滲碳預處理的方法，包括：

對合金鋼基體進行超音速微粒轟擊，獲得表面納米化基體；

對所述表面納米化基體進行稀土離子注入處理。

本發明提供了一種用于提高真空滲碳速率并改善滲層組織的超音速微粒轟擊預先在基體表面形成納米改性層后再進行離子注入稀土的真空滲碳預處理方法。

本發明對所述合金鋼基體的種類、成分和來源沒有特殊的限制，本領域技術人員可根據實際需要選擇不同成分的合金鋼，采用本領域技術人員熟知成分的合金鋼即可。

在本發明中，所述合金鋼基體優選為20Cr2Ni4A成分的合金鋼。在本發明中，所述合金鋼基體的成分優選為：

0.17～0.23wt％的C；

0.17～0.37wt％的Si；

0.3～0.6wt％的Mn；

≤0.03wt％的S；

≤0.03wt％的P；

1.25～1.65wt％的Cr；

3.25～3.65wt％的Ni；

余量為Fe。

在本發明中，所述碳的質量含量優選為0.19～0.21％，更優選為0.2％；所述Si的質量含量優選為0.2～0.3％，更優選為0.23～0.27％，最優選為0.25％；所述Mn的質量含量優選為0.4～0.5％，更優選為0.45％；所述S的質量含量優選≤0.02％，更優選≤0.01％；所述P的質量含量優選≤0.02％，更優選≤0.01％；所述Cr的質量含量優選為1.3～1.6％，更優選為1.4～1.5％；所述Ni的質量含量優選為3.3～3.6％，更優選為3.4～3.5％。

在進行所述超音速微粒轟擊之前優選對所述合金鋼基體進行切割、打磨、清洗和吹干。

本發明對所述切割的方法沒有特殊的限制，采用本領域技術人員熟知的合金鋼切割的方法將所述合金鋼基體切割成型即可。

在本發明中，所述打磨優選為采用砂紙進行打磨，更優選為依次采用60#、240#、400#、600#、800#、1000#、1500#、2000#的砂紙進行打磨。