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1、(10)申请公布号 CN 102796852 A (43)申请公布日 2012.11.28 C N 1 0 2 7 9 6 8 5 2 A *CN102796852A* (21)申请号 201210245124.7 (22)申请日 2012.07.16 C21D 1/20(2006.01) C21D 1/22(2006.01) C23C 8/22(2006.01) C23F 17/00(2006.01) (71)申请人鑫光热处理工业(昆山)有限公司 地址 215300 江苏省苏州市昆山市陆家镇金 阳东路6号 (72)发明人明道树 (74)专利代理机构南京纵横知识产权代理有限 公司 32224 。
2、代理人董建林 (54) 发明名称 一种渗碳强化的等温淬火工件及加工方法 (57) 摘要 本发明涉及一种渗碳强化的等温淬火工件及 加工方法，其中一种渗碳强化的等温淬火工件由 心部向外依次包括：基体、渗碳层；上述基体包含 有铁素体；上述渗碳层包括：与上述基体相接的 过渡层、与上述过渡层相接的位于表面的表面层； 上述过渡层包含有铁素体，上述表面层包含有残 余奥氏体，其更容易和适于进行后期的整形，并且 能够提高使用寿命；本发明的方法主要通过在渗 碳后不回火直接进行优化工艺了的等温淬火，以 在渗碳层获得下贝氏体组织，提高工件的表面性 能，并且节省了加工所需的时间，大大的提高了生 产效率。 (51)Int。
3、.Cl. 权利要求书1页 说明书3页 附图2页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 2 页 1/1页 2 1.一种渗碳强化的等温淬火工件，其特征在于，由心部向外依次包括：基体、渗碳层； 上述基体包含有铁素体；上述渗碳层包括：与上述基体相接的过渡层、与上述过渡层相接 的位于表面的表面层；上述过渡层包含有铁素体，上述表面层包含有残余奥氏体。 2.根据权利要求1所述的一种渗碳强化的等温淬火工件，其特征在于，上述基体中还 包含有板条马氏体。 3.根据权利要求1所述的一种渗碳强化的等温淬火工件，其特征在于，上述过渡层中 还包含有贝氏体，该。
4、层中的贝氏体为下贝氏体。 4.根据权利要求1所述的一种渗碳强化的等温淬火工件，其特征在于，上述表面层中 还包含有贝氏体，该层中的贝氏体为下贝氏体。 5.根据权利要求1至4任意一项所述的一种渗碳强化的等温淬火工件，其特征在于，上 述渗碳层的总厚度范围为大于0.15mm小于0.5mm。 6.根据权利要求5所述的一种渗碳强化的等温淬火工件，其特征在于，上述过渡层的 厚度范围为大于0mm小于0.3mm，上述表面层厚度范围为大于0mm小于0.15mm。 7.一种渗碳强化的等温淬火工件的加工方法，其特征在于，以含碳量小于或等于 0.25%的低碳钢为胚材，加工成所需的工件，然后采用如下的步骤： a表面处理：。
5、对上述工件的外表面进行清洁，消除油污和氧化皮； b渗碳处理:加热至渗碳温度后，在碳势为0.8%-1%的情况下进行30分钟至80分钟的 渗碳处理，上述渗碳温度的取值范围为摄氏850度至900度； c等温淬火:待渗碳结束后，立即进行淬火温度下的等温淬火，淬火时间为15至30分 钟，上述淬火温度的取值范围为摄氏260度至350度，淬火介质为固体盐； d清洗表面:待上述等温淬火完成后，省略回火直接清洗。 8.根据权利要求7所述的一种渗碳强化的等温淬火工件的加工方法，其特征在于，上 述c等温淬火中所用的固体盐为硝酸钾和硝酸钠以质量比一比一混合而成。 9.根据权利要求8所述的一种渗碳强化的等温淬火工件的加。
6、工方法，其特征在于，上 述c等温淬火中采用加热设备保证固体盐的温度。 10.根据权利要求9所述的一种渗碳强化的等温淬火工件的加工方法，其特征在于，上 述胚材的材质为德国标准DIN1623中牌号为ST12的钢材。 权 利 要 求 书CN 102796852 A 1/3页 3 一种渗碳强化的等温淬火工件及加工方法 技术领域 0001 本发明涉及一种渗碳强化的工件和加工方法，具体涉及一种渗碳强化的等温淬火 工件及加工方法。 背景技术 0002 为了提高工件的表面性能，往往对工件进行渗碳处理，渗碳处理是对金属表面处 理的一种，采用渗碳的多为低碳钢或低合金钢，具体方法是将工件置入具有活性渗碳介质 中，加。
7、热到一定温度后，保温足够时间后，使渗碳介质中分解出的活性碳原子渗入钢件表 层，从而获得表层高碳，心部仍保持原有成分。 0003 但是，在实际应用中，对于一些外形和机械性能要求较高的，并且厚度比较薄的工 件，采用原来的一般的渗碳、淬火、回火工艺时，往往很难控制工件的变形，并且其韧性和疲 劳强度差，导致工件性能无法满足后期整形的需求。 发明内容 0004 为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种组织结构合理能够起到改善 整形效果的等温淬火工件及加工方法。 0005 为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案： 一种渗碳强化的等温淬火工件，其特征在于，由心部向外依次包括：基体、渗碳层；上 述基。
8、体包含有铁素体；上述渗碳层包括：与上述基体相接的过渡层、与上述过渡层相接的 位于表面的表面层；上述过渡层包含有铁素体，上述表面层包含有残余奥氏体。 0006 具体而言，上述基体中还包含有板条马氏体。 0007 具体而言，上述过渡层中还包含有贝氏体，该层中的贝氏体为下贝氏体。 0008 具体而言，上述表面层中还包含有贝氏体，该层中的贝氏体为下贝氏体。 0009 具体而言，上述渗碳层的总厚度范围为大于0.15mm小于0.5mm。 0010 具体而言，上述过渡层的厚度范围为大于0mm小于0.3mm，上述表面层厚度范围为 大于0mm小于0.15mm。 0011 本发明的一种渗碳强化的等温淬火工件的加工。
9、方法，其特征在于，以含碳量小于 或等于0.25%的低碳钢为胚材，加工成所需的工件，然后采用如下的步骤： a表面处理：对上述工件的外表面进行清洁，消除油污和氧化皮； b渗碳处理:加热至渗碳温度后，在碳势为0.8%-1%的情况下进行30分钟至80分钟的 渗碳处理，上述渗碳温度的取值范围为摄氏850度至900度； c等温淬火:待渗碳结束后，立即进行淬火温度下的等温淬火，淬火时间为15至30分 钟，上述淬火温度的取值范围为摄氏260度至350度，淬火介质为固体盐。 0012 d清洗表面:待上述等温淬火完成后，省略回火直接清洗。 0013 具体而言，上述c等温淬火中所用的固体盐为硝酸钾和硝酸钠以质量比一。
10、比一混 合而成。 说 明 书CN 102796852 A 2/3页 4 0014 具体而言，上述c等温淬火中采用加热设备保证固体盐的温度。 0015 具体而言，上述胚材的材质为德国标准DIN1623中牌号为ST12的钢材。 0016 本发明的有益之处在于：本发明的工件因具有含有下贝氏体的渗碳层，大大的增 强了工件表面的韧性和屈服强度，使其更容易和适于进行后期的整形，并且能够提高使用 寿命；本发明的方法主要通过在渗碳后不回火直接进行优化工艺了的等温淬火，来获得在 渗碳层获得下贝氏体组织，以提高工件的表面性能，并且节省了加工所需的时间大大的提 高了生产效率。 附图说明 0017 图1是胚材为德国标。
11、准DIN1623中牌号为ST12的钢材时采用一般的渗碳、淬火、 回火工艺所加工出的工件表面附近处的金相照片，放大倍数为400倍，腐蚀条件为用质量 浓度为3-5%的硝酸乙醇溶液进行侵蚀； 图2是本发明的一种渗碳强化的等温淬火工件的剖视结构示意图； 图3是德国标准DIN1623中牌号为ST12的钢材时时采用本发明的加工方法所加工出 的工件的金相照片，放大倍数为100倍，腐蚀条件为用用质量浓度为3-5%的硝酸乙醇溶液 进行侵蚀。 0018 图中附图标记的含义： 1、基体，2、渗碳层，201、过渡层，202、表面层。 具体实施方式 0019 以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。 0020 参。
12、照图2所示，本发明的渗碳强化的等温淬火工件主要包括:基体和渗碳层。 0021 其中，基体中包含有铁素体，作为优选方案，基体中还包含有板条马氏体组织。 0022 渗碳层具体而言包括两个子层：与基体相接的过渡层、与过渡层相接的位于表面 的表面层，表面层位于最外侧作为工件的表面结构，过渡层处于基体和表面层之间。过渡层 中包含有铁素体，表面层中包含有残余奥氏体。 0023 作为优选方案，过渡层中的还包含有贝氏体，该层中的贝氏体为下贝氏体。表面层 中还包含有贝氏体，该层中的贝氏体为下贝氏体。 0024 作为进一步的优选方案，渗碳层的总厚度范围为大于0.15mm小于0.5mm。过渡层 的厚度范围为大于0m。
13、m小于0.3mm，上述表面层厚度范围为大于0mm小于0.15mm。 0025 以下介绍本发明方法，在本发明的方法中首先含碳量小于或等于0.25%的低碳钢 为胚材，加工成所需的工件，然后采用如下的步骤： a表面处理：对上述工件的外表面进行清洁，消除油污和氧化皮； b渗碳处理:加热至渗碳温度后，在碳势为0.8%-1%的情况下进行30分钟至80分钟的 渗碳处理，上述渗碳温度的取值范围为摄氏850度至900度； c等温淬火:待渗碳结束后，立即进行淬火温度下的等温淬火，淬火时间为15至30分 钟，上述淬火温度的取值范围为摄氏260度至350度，淬火介质为固体盐。作为优选方案， 所用的固体盐为硝酸钾和硝酸。
14、钠以质量比一比一混合而成，并且采用加热设备保证固体盐 的温度。 说 明 书CN 102796852 A 3/3页 5 0026 d清洗表面:待上述等温淬火完成后，省略回火直接清洗。 0027 为了更进一步的说明本发明的方法，作为优选方案，我们采用德国标准DIN1623 中牌号为ST12的钢材作为胚材来实践本发明的方法： a表面处理：对上述工件的外表面进行清洁，消除油污和氧化皮； b渗碳处理:加热至渗碳温度880度后，在碳势为1%的情况下进行60分钟的渗碳处 理； c等温淬火:待渗碳结束后，立即进行温度为摄氏300度下的等温淬火，淬火时间为20 分钟，所用淬火的固体盐为硝酸钾和硝酸钠以质量比一比。
15、一混合而成； d清洗表面:待上述等温淬火完成后，省略回火直接清洗。 0028 我们采用同样胚材，按照一般的加工思路，以摄氏880度作为渗碳温度，在碳势 1.1%的条件下进行60分钟渗碳，然后在100油中淬火保持20分钟，再以180度进行回火， 持续100分钟，得到如图1所示的工件。 0029 经过我们测量，图1和图3所示的工件的表面硬度均在HV720左右，但是对比图1 和图3，图1的工件中马氏体结构在提供较高的强度和硬度的同时，也是工件本身的韧性和 塑性下降，当工件的结构较薄时，不利于后期的整形，平整度不能得到保证，而且在对表面 要求较高的情况下，马氏体的脆性使其使用寿命受到影响，而本发明的工件因为在渗碳层 形成有下贝氏体，在保证强度和硬度的符合要求的同时，平衡了工件的韧性和塑性，对于较 薄的结构的工件，能够适应后期的整形的需要，并且一定程度上提高了寿命。 0030 上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得 的技术方案，均落在本发明的保护范围内。 说 明 书CN 102796852 A 1/2页 6 图1 图2 说 明 书 附 图CN 102796852 A 2/2页 7 图3 说 明 书 附 图CN 102796852 A 。