常州热处理-叶片的热处理工艺过程.doc

螺旋叶片的碳氮共渗热处理工艺 碳氮共渗以渗碳为主的化学热处理，其性能和工艺方法等与渗碳基本相似，但是有氮原子的渗入。 碳氮共渗的特点 处理温度低，可减少工件畸变量，降低能耗。 渗层有较好淬透性和耐回火性。 较高的疲劳强度和耐磨性。 碳氮共渗初期有较快的渗入速度，一般都将共渗层控制在0.2~075mm范围内。 材料 q235A钢 C ≤0.22% Mn ≤1.4% Si ≤0.35% S ≤0.050% P ≤0.045% 要求：有效硬化层大于0.2mm 表面硬度 HRC 58~62 由于螺旋叶片材料为低碳钢的用途是高速输送，要求较高的耐磨性，工件本身比较薄，最后处3mm，要尽量减少畸变量，所以最后选择碳氮共渗工艺氮原子的渗入可以增加低碳钢表面的渗碳速度。 第一次试制绞龙碳氮共渗工艺 碳氮共渗工艺过程 IPSEN密封箱式可控气氛多用炉，每炉装1000kg，每炉5层，每层5卷用隔板隔开每层留有空隙2cm。加热至830℃碳势CP%1.0保持120分钟通入氨气0.12?/H，然后关闭氨气降温至810℃碳势CP%1.0保持15分钟，直接淬入60℃的油中用高速搅拌。 回火工艺 180℃保温90min，然后空冷至30℃，随后检测 检测结果 使用沃伯特维氏硬度计测量表面硬度和有效硬化层 表面硬度 HV1 61.2—62.5 有效硬化层 CHD 0.285mm 金相检测 残余奥氏体等级 2级 马氏体等级 2级 表面碳化物 2级 畸变量 螺旋叶片的内孔变形量有缩孔现象而且过大导致Φ58mm的传动轴无法穿入装配 分析原因 有效硬化层高于要求的深度，所以共渗温度过高以及淬火温度过高还可适当降低，淬火油温升高至70℃搅拌速度也改为中速(注意散热面积过大引发火灾) 改变工艺 降低共渗温度可能会导致有效硬化层深度减少，降低淬火温度会使表面硬度降低，畸变量也会有适当改善 第二次试制工艺 将共渗温度调整至820℃，淬火温度调整至800℃，淬火油温提高至70℃并且改为中速搅拌。氨气流量适当增加至0.14?/H，弥补降温带来的有效硬化层减少。 回火工艺不变 检测结果 使用沃伯特维氏硬度计测量表面硬度和有效硬化层 表面硬度 HV1 60.1-61.5 有效硬化层 CHD 0.256mm 金相检测 残余奥氏体等级 2级 （几乎不变） 马氏体等级 2级 （略有增大） 表面碳化物 2级（无变化） 畸变量 螺旋叶片的内孔变形量缩孔有效改善，Φ58mm传动轴可以穿入装配 工件图面 830℃ 810℃ 60℃油高速 时间 CP% NH3 120min 1.0 0.12?/H 15min 15min 1.0 0.14?/H 90min NH3 120min 时间 自然冷却 30℃ 180℃ CP% 时间 70℃油中速 800℃ 820℃