[發明專利]一種顯著增長合金鋼QPQ總滲層的熱處理復合工藝

在審

• 申請號: 202211528669.9
• 申請日: 2022-11-30
• 公開（公告）號: CN115821199A
• 公開（公告）日: 2023-03-21
• 發明（設計）人: 王強;謝明強;汪輝;吳少旭;文燦;代燕芹;甘倩容
• 申請（專利權）人: 成都工具研究所有限公司
• 主分類號: C23C8/02
• 分類號: C23C8/02;C23C8/10;C23C8/50;C23C8/42;C23C8/80;C21D1/18;C21D1/773;C21D6/00
• 代理公司: 重慶強大凱創專利代理事務所(普通合伙) 50217
• 代理人: 王攀

1.一種顯著增長合金鋼QPQ總滲層的熱處理復合工藝，其特征在于：包括，

第一步，預熱，將待處理的工件放入預熱爐中，烘干工件表面水分，同時在表面形成氧化膜；

第二步，氮化，將預熱工件放入氮化爐中，在氮化鹽浴中在工件表面形成氮化層；

第三步，氧化，將氮化工件放入氧化爐中，在氧化鹽浴中將帶出的氮化鹽進行分解，同時在表面形成氧化膜；

第四步，清洗，將氧化工件水冷清洗、晾干；

第五步，真空淬火，將工件放入真空淬火爐中加熱保溫，溫度控制在700-900℃。

第六步，鹽浴回火，將淬火后的工件放入氮化爐中，在氮化鹽浴中重新在表面形成氮化層；

第七步，氧化，工件回火后放入氧化爐中，在氧化鹽浴中將帶出的氮化鹽進行分解，同時再次在表面形成氧化膜；

第八步，清洗，氧化完成后，將工件表面鹽液水冷清洗、晾干。

2.根據權利要求1所述的一種顯著增長合金鋼QPQ總滲層的熱處理復合工藝，其特征在于：所述第二步中，氰酸根分解活性氮原子，發生的反應過程如下，

4CNO→CO₃^2-+2CN^-+2[N]+CO

氮原子與工件反應過程如下，

2～3Fe+[N]→Fe_2～3N。

活性氮原子滲入工件表面，形成主要成分為Fe_2～3N的氮化層。

3.根據權利要求1所述的一種顯著增長合金鋼QPQ總滲層的熱處理復合工藝，其特征在于：所述第五步中，保溫過程中發生的反應為：

Fe_2～3N→2～3Fe+[N]

2[N]+16Fe→Fe₁₆N₂

工件表面的氮化層分解，向內部進一步擴散，形成新的氮化物。

4.根據權利要求1所述的一種顯著增長合金鋼QPQ總滲層的熱處理復合工藝，其特征在于：所述第三步和第七步中，氧化過程中發生的反應為，

--2-

CN+NO₃→CO₃+N₂

2Fe+O₂→2FeO

4Fe+3O₂→2Fe₂O₃

FeO+Fe₂O₃→Fe₃O₄

形成的氧化膜為黑色的四氧化三鐵層。

5.根據權利要求1所述的一種顯著增長合金鋼QPQ總滲層的熱處理復合工藝，其特征在于：所述第四步和第八步中，清洗是指將氧化完成后的工件，放置在溫度為60-80℃、頻率為50-80KHz的超聲波清洗機中，超聲清洗30-60min后，再將工件放置在常溫清洗水槽中漂洗5-15min。

6.根據權利要求1所述的一種顯著增長合金鋼QPQ總滲層的熱處理復合工藝，其特征在于：所述第一步中預熱過程在380～400℃±3℃保溫30-60min。

7.根據權利要求1所述的一種顯著增長合金鋼QPQ總滲層的熱處理復合工藝，其特征在于：所述第二步中氮化鹽浴過程在570～620℃±3℃保溫120min。

8.根據權利要求1所述的一種顯著增長合金鋼QPQ總滲層的熱處理復合工藝，其特征在于：所述第三步和第七步中氧化鹽浴過程在380～400℃±5℃保溫15min。

9.根據權利要求1所述的一種顯著增長合金鋼QPQ總滲層的熱處理復合工藝，其特征在于：所述第六步中鹽浴回火在450～500℃±3℃保溫120～180min。

10.根據權利要求1所述的一種顯著增長合金鋼QPQ總滲層的熱處理復合工藝，其特征在于：所述第五步中，工件為40Cr時淬火溫度830±10℃，工件為42CrMo時淬火溫度850±10℃。