45钢精冲件薄层渗碳热处理方法.pdf

本发明公开了一种45钢精冲件薄层渗碳热处理方法，包括以下步骤：将装有多个45钢精冲件的夹具吊入井式渗碳炉后，采用煤油滴注的方法对45钢精冲件进行薄层渗碳处理；将渗碳处理完后的且装有45钢精冲件的夹具吊出井式渗碳炉后，将其浸入油槽中进行淬火处理；将夹具从油槽中取出冷却，将多个45钢精冲件从夹具中拆卸，并将拆卸下来的45钢精冲件放入清洗机中清洗；将清洗后的45钢精冲件进行回火处理，回火温度为180~220℃。本发明提出的45钢精冲件薄层渗碳热处理方法，渗碳层深度为0.2mm以下，精冲件的硬度达到HRC47以上，相对于现有技术来说，具有成本低、淬火温度低、变形小、平面度高以及无开裂的优点。

权利要求书
1.  一种45钢精冲件薄层渗碳热处理方法，其特征在于，包括以下步骤： 
将装有多个45钢精冲件的夹具吊入井式渗碳炉后，采用煤油滴注的方法对所述45钢精冲件进行薄层渗碳处理，其中渗碳温度为900~920℃，渗碳深度不超过0.2mm；
将渗碳处理完后的且装有45钢精冲件的夹具吊出所述井式渗碳炉后，将其浸入油槽中进行淬火处理；
将所述夹具从油槽中取出冷却，将多个45钢精冲件从所述夹具中拆卸，并将拆卸下来的45钢精冲件放入清洗机中清洗，清洗液为5~10%碳酸钠水溶液；
将清洗后的45钢精冲件进行回火处理，回火温度为180~220℃。

2.  如权利要求1所述的45钢精冲件薄层渗碳热处理方法，其特征在于，将夹具从油槽中取出时，将所述夹具垂直挂在油槽上使其空冷却至室温，以保证零件表面的油滴入油槽中。

3.  如权利要求1所述的45钢精冲件薄层渗碳热处理方法，其特征在于，在淬火处理过程中，使45钢精冲件垂直入油，在45钢精冲件浸入油槽中后使其绕一固定方向旋转。

4.  如权利要求1至3中任意一项所述的45钢精冲件薄层渗碳热处理方法，其特征在于，所述夹具包括吊杆、位于所述吊杆下方且与其固定连接的底板，以及位于所述底板上的多个螺钉，其中，每一螺钉均悬挂有一铁丝，所述铁丝上通过打结的方式形成有多个用于悬挂45钢精冲件的封闭圈，每相邻两所述封闭圈通过铁丝拧成的绑扎结隔开。

5.  如权利要求1所述的45钢精冲件薄层渗碳热处理方法，其特征在于，所述底板呈圆盘形，多个所述螺钉在底板的圆周方向均匀分布。

6.  如权利要求4所述的45钢精冲件薄层渗碳热处理方法，其特征在于，所述夹具采用以下方法吊起多个45钢精冲件：
A、将铁丝在箱式炉中进行退火处理，其中，退火时间为2小时，退火温度为700℃；
B、将退完火的铁丝切成长度为400-1000mm的小段，得到多段短铁丝；
C、将所述短铁丝沿长度中心对折，穿过45钢精冲件上的孔后打结并再次穿过下一45钢精冲件，使多个所述45钢精冲件之间分散悬挂于所述短铁丝上；
D、依次将夹具上的所有螺钉都挂满了短铁丝且该短铁丝上穿有多个所述45钢精冲件。

说明书45钢精冲件薄层渗碳热处理方法
技术领域
本发明涉及热处理方法技术领域，尤其涉及一种45钢精冲件薄层渗碳热处理方法。
背景技术
随着精冲技术的发展，精冲件已广泛应用于汽车 、电器、军工等行业。而众多精冲件中，因国产45钢为中碳钢，精冲性能好，易采购，成本较合金钢大大降低，因此被广泛使用。
国产45钢常见的热处理方法为调质处理到30HRC左右。然而，8mm及以上45钢材质的凸轮、棘爪等精冲件，热处理硬度要求达到47HRC以上。采用传统的淬火方法，无论是油淬、水淬，硬度都存在软点，无法满足零件的技术要求。如果采用盐水或960℃以上高温淬火，则存在变形大，后续需磨削加工，零件易开裂等问题。如专利号201310197521.6 公开了一种45#、40Cr钢高温淬火新工艺，在高温炉中对45、40Cr钢在960-980℃淬火。但是，这种方法存在淬火温度高，变形大，只适合模具的热处理，并不适合精冲件，精冲件对平面度要求高。专利号201080002531.4公开了一种 渗碳淬火性优异的碳钢板及其制造方法 ，其碳钢板的Mn含为量0.85%～2.0%，B含量0.0005%-0.01%，用3C+Mn+0.5Si表示的K值为2.0以上，与国标45钢相比，该方法的材料添加B，且Mn含量比较高，难采购，材料成本高。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种45钢精冲件薄层渗碳热处理方法，旨在提高其硬度的同时，降低其淬火温度低。
为实现上述目的，本发明提供一种45钢精冲件薄层渗碳热处理方法，包括以下步骤：
将装有多个45钢精冲件的夹具吊入井式渗碳炉后，采用煤油滴注的方法对所述45钢精冲件进行薄层渗碳处理，其中渗碳温度为900~920℃，渗碳深度不超过0.2mm；
将渗碳处理完后的且装有45钢精冲件的夹具吊出所述井式渗碳炉后，将其浸入油槽中进行淬火处理；
将所述夹具从油槽中取出冷却，将多个45钢精冲件从所述夹具中拆卸，并将拆卸下来的45钢精冲件放入清洗机中清洗，清洗液为5~10%碳酸钠水溶液；
将清洗后的45钢精冲件进行回火处理，回火温度为180~220℃。
优选地，将夹具从油槽中取出时，将所述夹具垂直挂在油槽上使其空冷却至室温，以保证零件表面的油滴入油槽中。
优选地，在淬火处理过程中，使45钢精冲件垂直入油，在45钢精冲件浸入油槽中后使其绕一固定方向旋转。
优选地，所述夹具包括吊杆、位于所述吊杆下方且与其固定连接的底板，以及位于所述底板上的多个螺钉，其中，每一螺钉均悬挂有一铁丝，所述铁丝上通过打结的方式形成有多个用于悬挂45钢精冲件的封闭圈，每相邻两所述封闭圈通过铁丝拧成的绑扎结隔开。
优选地，所述底板呈圆盘形，多个所述螺钉在底板的圆周方向均匀分布。
优选地，所述夹具采用以下方法吊起多个45钢精冲件：
A、将铁丝在箱式炉中进行退火处理，其中，退火时间为2小时，退火温度为700℃；
B、将退完火的铁丝切成长度为400-1000mm的小段，得到多段短铁丝；
C、将所述短铁丝沿长度中心对折，穿过45钢精冲件上的孔后打结并再次穿过下一45钢精冲件，使多个所述45钢精冲件之间分散悬挂于所述短铁丝上；
D、依次将夹具上的所有螺钉都挂满了短铁丝且该短铁丝上穿有多个所述45钢精冲件。
本发明提出的45钢精冲件薄层渗碳热处理方法，采用薄层渗碳油淬火的方法在井式渗碳炉中对国产45钢精冲件1进行热处理，渗碳层深度为0.2mm以下，精冲件的硬度达到HRC47以上，相对于现有技术来说，无需添加B和Mn，具有成本低的优点，同时，具有淬火温度低、变形小、平面度高以及无开裂的优点。
附图说明
图1为本发明45钢精冲件薄层渗碳热处理方法中45钢精冲件的结构示意图；
图2为本发明45钢精冲件薄层渗碳热处理方法中夹具的结构示意图；
图3为图2所示的夹具的俯视结构示意图；
图4为本发明45钢精冲件薄层渗碳热处理方法在绑扎45钢精冲件时的结构示意图；
图5为图2所示的底板的结构示意图。
图中，1：45钢精冲件，1-1：花键孔，2：夹具，3：吊杆，4：底板，4-1：异形孔，4-2：中心孔，4-3：螺纹孔，5：螺钉，6：上螺母，7：下螺母，8：短铁丝，8-1：封闭圈，8-2：绑扎结。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参照图1和图2，本优选实施例中，一种45钢精冲件薄层渗碳热处理方法，包括以下步骤：
步骤S10，将装有多个45钢精冲件1的夹具2吊入井式渗碳炉后，采用煤油滴注的方法对所述45钢精冲件1进行薄层渗碳处理，其中渗碳温度为900~920℃，渗碳深度不超过0.2mm；
步骤S20，将渗碳处理完后的且装有45钢精冲件1的夹具2吊出（使用行车吊出夹具2）所述井式渗碳炉后，将其浸入油槽中进行淬火处理；
在淬火处理过程中，使45钢精冲件1垂直入油，并在45钢精冲件1浸入油槽中后使其绕一固定方向（顺时针或逆时针均可）旋转。
将45钢精冲件1垂直入油可使其淬火后平面度好、变形小。在45钢精冲件1浸入油槽中后，使其绕一固定方向旋转，可使45钢精冲件1表面均匀地与淬火油接触，提高其淬火后的平面度。
步骤S30，将所述夹具2从油槽中取出冷却（使用行车吊出夹具2），将多个45钢精冲件1从所述夹具2中拆卸（可使用虎钳将铁丝的多个绑扎结8-2敲断或拧断，得到分离后的多个45钢精冲件1），并将拆卸下来的45钢精冲件1放入清洗机中清洗，清洗液为5~10%碳酸钠水溶液；
步骤S40，将清洗后的45钢精冲件1进行回火处理，回火温度为180~220℃。
在步骤S30中，将夹具2从油槽中取出时，将夹具2垂直挂在油槽上使其空冷却至室温，以保证零件表面的油滴入油槽中，减少了淬火油的损耗。
具体地，参照图2至图4，夹具2包括吊杆3、位于吊杆3下方且与其固定连接的底板4，以及位于底板4上的多个螺钉5，其中，每一螺钉5均悬挂有一铁丝，铁丝上通过打结的方式形成有多个用于悬挂45钢精冲件1的封闭圈8-1，每相邻两封闭圈8-1通过铁丝拧成的绑扎结8-2隔开。
参照图2和图3，吊杆3为直径φ30-60mm的不锈钢圆棒，将不锈钢圆棒对称的弯曲成45-90°（本实施例φ30mm，80°)。吊杆3用于在45钢精冲件1入井式渗碳炉和入油等过程中，便于行车起吊夹具2。
参照图5，本实施例中，底板4呈圆盘形，多个螺钉5在底板4的圆周方向均匀分布，以使夹具2受力均匀。底板4上开设有多个异形孔4-1、中心孔4-2以及多个螺纹孔4-3。
多个异形孔4-1在底板4的圆周方向均匀分布，多个螺纹孔4-3在底板4的圆周方向均匀分布。底板4为不锈钢原板料。异形孔4-1设置6~24个（本实施例为6个），螺纹孔4-3数量为24~48个（本实施例为24个）。底板4的尺寸以及螺纹孔4-3具体根据45钢精冲件1的大小来确定，保证绑有45钢精冲件1的铁丝装入后，多个45钢精冲件1之间无面接触。
螺钉5与底板4通过上螺母6和下螺母7固定连接，上螺母6和下螺母7分别设在底板4的上、下端面上。螺钉5选用M8-M16沉头螺钉5（本实施例M8），螺钉5的长度为保证螺钉5固定后非螺纹段在上螺母6的上方露出，以挂入绑有45钢精冲件1铁丝的封闭圈8-1。
本实施例中，利用铁丝和夹具2对精冲件装夹，夹具2结构简单。夹具2底板4采用不锈钢圆钢板线切割加工制造，与传统铸造耐热钢夹具相比，其成本低。另外，多个45钢精冲件1之间由表面绑扎的铁丝和两零件之间的绑扎结8-2隔开，避免面接触，保证渗碳和淬火均匀性。
具体地，参照图2至图5，所述夹具2采用以下方法吊起多个45钢精冲件1：
A、将铁丝在箱式炉中进行退火处理（退火处理降低了铁丝的硬度，使其更利于在绑扎零件时的打结），其中，退火时间为2小时，退火温度为700℃；
B、将退完火的铁丝切成长度为400-1000mm的小段，得到多段短铁丝8；
C、将所述短铁丝8沿长度中心对折，穿过45钢精冲件1上的孔后打结并再次穿过下一45钢精冲件1，使多个所述45钢精冲件1之间分散悬挂于所述短铁丝8上（每一个封闭圈8-1上绑扎一个精冲件，额外留出一个封闭圈8-1用于将短铁丝8悬挂于螺钉5上）；
D、依次将夹具2上的所有螺钉5都挂满了短铁丝8且该短铁丝8上穿有多个所述45钢精冲件1。
本实施例提出的45钢精冲件薄层渗碳热处理方法，采用薄层渗碳油淬火的方法在井式渗碳炉中对国产45钢精冲件1进行热处理，渗碳层深度为0.2mm以下，精冲件的硬度达到HRC47以上，相对于现有技术来说，无需添加B和Mn，具有成本低的优点，同时，具有淬火温度低、变形小以及无开裂的优点。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。