30Cr3SiNiMoVA鋼的表面輝光離子滲氮方法技術(shù)

本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)公開(kāi)一種30Cr3SiNiMoVA鋼的表面輝光離子滲氮方法，步驟如下：對(duì)高強(qiáng)鋼零件采取真空淬火進(jìn)行硬化處理，然后回火處理；將熱處理后零件表面磨削加工，去除表面氧化色；將零件清洗后放入輝光離子滲氮爐的陰極盤(pán)上，均勻布置，以保證氮化的溫度均勻；對(duì)輝光離子滲氮爐抽真空，然后通入一定量的氨氣并逐步調(diào)整工藝參數(shù)對(duì)零件進(jìn)行滲氮；滲氮結(jié)束后爐體緩慢冷卻至室溫，將工件取出，離子滲氮完成。本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)的高強(qiáng)鋼輝光離子強(qiáng)化方法，提高了其表面硬度，解決了這種材料在高壓應(yīng)力和摩擦力的服役條件下易出現(xiàn)的磨損失效問(wèn)題，對(duì)充分發(fā)揮這種材料的性能優(yōu)勢(shì)是十分有益的。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專(zhuān)利技術(shù)涉及表面改性
，具體涉及一種30Cr3SiNiMoVA鋼的表面輝光離子滲氮方法。
技術(shù)介紹
30Cr3SiNiMoVA鋼是一種用于制造固體發(fā)動(dòng)機(jī)零件的超高強(qiáng)度鋼，具有優(yōu)良的強(qiáng)韌性。30Cr3SiNiMoVA鋼制造的零件經(jīng)900-930℃淬火，250-550℃回火后，硬度可以達(dá)到440-500HV，強(qiáng)度1500-1700Mpa。高強(qiáng)韌性賦予了30Cr3SiNiMoVA鋼制零件優(yōu)異的承載、負(fù)荷能力和可靠性。但是在承受點(diǎn)接觸、線接觸等高應(yīng)力服役場(chǎng)合，30Cr3SiNiMoVA鋼表面容易發(fā)生局部磨損、塑性變形等非正常形式的早期失效。為保持30Cr3SiNiMoVA鋼零件的強(qiáng)韌性和高可靠性，本專(zhuān)利技術(shù)采用表面輝光離子滲氮技術(shù)，通過(guò)等離子方式在30Cr3SiNiMoVA鋼零件表面滲入氮元素，利用間隙固溶強(qiáng)化與第二相析出強(qiáng)化方式使30Cr3SiNiMoVA鋼零件表面達(dá)到800HV以上的高硬度，并在表面獲得殘余壓應(yīng)力，顯著提高30Cr3SiNiMoVA鋼的表面耐磨性、抗塑性變形能力和抗疲勞性能，同時(shí)零件心部保持原有的高韌性。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專(zhuān)利技術(shù)所解決的問(wèn)題是針對(duì)30Cr3SiNiMoVA鋼零件工作時(shí)表面硬度不足，易出現(xiàn)較大磨損或局部塑性變形，影響零件的尺寸精度、均勻承載及服役能力的現(xiàn)象。針對(duì)上述問(wèn)題，本專(zhuān)利技術(shù)提出一種30Cr3SiNiMoVA鋼表面輝光離子強(qiáng)化方法，通過(guò)以下步驟實(shí)現(xiàn)：步驟一、熱處理：對(duì)30Cr3SiNiMoVA鋼零件采取真空淬火進(jìn)行硬化處理，然后回火處理調(diào)整硬度至440-500HV；步驟二、將熱處理后零件表面進(jìn)行磨削加工，去除表面氧化色；步驟三、零件采用有機(jī)溶劑清洗后，放置在輝光離子滲氮爐的陰極盤(pán)上，均勻布置，以保證氮化的溫度均勻；步驟四、對(duì)輝光離子滲氮爐抽真空到50Pa以后，開(kāi)始通入NH3對(duì)30Cr3SiNiMoVA鋼零件進(jìn)行離子滲氮；步驟五、緩慢調(diào)整工藝參數(shù)使溫度升至480-530℃，離子滲氮10-30小時(shí)；步驟六、滲氮結(jié)束后爐體緩慢冷卻至室溫，將工件取出，離子滲氮完成。與現(xiàn)有技術(shù)相比：采用本專(zhuān)利技術(shù)的30Cr3SiNiMoVA鋼離子強(qiáng)化方法，獲得了0.10-0.35mm的表面硬化層，表面硬度800-1100HV，耐磨性明顯增強(qiáng)，同時(shí)基體保持良好韌性，從而獲得外強(qiáng)內(nèi)韌的結(jié)果，解決了這種材料在高壓應(yīng)力和摩擦力的服役條件下易出現(xiàn)的磨損失效問(wèn)題，對(duì)充分發(fā)揮30Cr3這種材料的性能優(yōu)勢(shì)是十分有益的。具體實(shí)施方式本專(zhuān)利技術(shù)為解決上述30Cr3SiNiMoVA鋼零件在高壓應(yīng)力和摩擦力的服役條件下易出現(xiàn)的磨損失效問(wèn)題，采取離子滲氮方法對(duì)零件進(jìn)行表面強(qiáng)化，使其表面硬度達(dá)到規(guī)定指標(biāo)要求，實(shí)現(xiàn)了30Cr3SiNiMoVA鋼零件在高強(qiáng)度服役條件下耐磨損性能顯著提高的目的。本專(zhuān)利技術(shù)是通過(guò)如下步驟實(shí)現(xiàn)：步驟一、對(duì)30Cr3SiNiMoVA鋼零件采取真空淬火（900℃×2h）進(jìn)行硬化處理，然后回火處理（520℃×4h）調(diào)整硬度至440-500HV；步驟二、將熱處理后零件表面磨削加工，去除表面氧化色；步驟三、零件采用有機(jī)溶劑清洗后，放置在輝光離子滲氮爐的陰極盤(pán)上，均勻布置，以保證氮化的溫度均勻；步驟四、對(duì)輝光離子滲氮爐抽真空到50Pa以后，通入300mL/minNH3對(duì)30Cr3SiNiMoVA鋼零件進(jìn)行離子滲氮；步驟五、緩慢調(diào)整工藝參數(shù)使溫度升至480-530℃，離子滲氮10-30小時(shí)；步驟六、滲氮結(jié)束后待爐體緩慢冷卻至室溫，將工件取出，離子滲氮完成。下面例舉實(shí)例：本專(zhuān)利技術(shù)在某型號(hào)固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)擺動(dòng)噴管接頭上使用，具體方法如下：熱處理：①900℃×2h淬火；②520℃×4h回火，回火后硬度為470HV。清潔：用沙皮打磨零件至金屬光澤，且不得有氧化色、銹斑，然后用超聲波酒精清洗待滲氮零件。裝爐：將待滲氮的零件放入離子滲氮爐中的陰極盤(pán)上，靠近熱電偶位置，保證滲氮溫度均勻。滲氮前將真空度抽到50Pa以下。上述步驟五中，所述的輝光離子滲氮，離子滲氮分為兩段式，第一段滲氮工藝參數(shù)：滲氮溫度：525℃，滲氮時(shí)間：12h，NH3流量為300mL/min，氣壓為580Pa，電壓為700V。待第一段滲氮完成后，調(diào)整工藝參數(shù)開(kāi)始第二段滲氮，第二段滲氮工藝參數(shù)為：滲氮溫度：525℃，滲氮時(shí)間：8h，NH3流量50mL/min，Ar流量300mL/min，氣壓550Pa，電壓700V。滲氮結(jié)束后待爐體冷卻至室溫，將工件取出，完成離子滲氮。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本專(zhuān)利技術(shù)不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本專(zhuān)利技術(shù)的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實(shí)現(xiàn)本專(zhuān)利技術(shù)。本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種30Cr3SiNiMoVA鋼的表面輝光離子滲氮方法，其特征在于，包括如下步驟：步驟一、熱處理：對(duì)30Cr3SiNiMoVA鋼零件采取真空淬火進(jìn)行硬化處理，然后回火處理調(diào)整硬度至440?500HV；步驟二、將熱處理后零件表面磨削加工，去除表面氧化色；步驟三、零件采用有機(jī)溶劑清洗后，放置在輝光離子滲氮爐的陰極盤(pán)上，均勻布置，以保證氮化的溫度均勻；步驟四、對(duì)輝光離子滲氮爐抽真空到50Pa以后，通入NH3對(duì)30Cr3SiNiMoVA鋼零件進(jìn)行離子滲氮；步驟五、緩慢調(diào)整工藝參數(shù)使溫度升至480?530℃，離子滲氮10?30小時(shí)；步驟六、滲氮結(jié)束后待爐體緩慢冷卻至室溫，將工件取出，離子滲氮完成。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種30Cr3SiNiMoVA鋼的表面輝光離子滲氮方法，其特征在于，包括如下步驟：
步驟一、熱處理：對(duì)30Cr3SiNiMoVA鋼零件采取真空淬火進(jìn)行硬化處理，然后回火處理調(diào)整硬度至440-500HV；
步驟二、將熱處理后零件表面磨削加工，去除表面氧化色；
步驟三、零件采用有機(jī)溶劑清洗后，放置在輝光離子滲氮爐的陰極盤(pán)上，均勻布置，以保證氮化的溫度均勻；
步驟四、對(duì)輝光離子滲氮爐抽真空到50Pa以后，通入NH3對(duì)30Cr3SiNiMoVA鋼零件進(jìn)行離子滲氮；
步驟五、緩慢調(diào)整工藝參數(shù)使溫度升至480-530℃，離子滲氮10-30小時(shí)；
步驟六、滲氮結(jié)束后待爐體緩慢冷卻至室溫，將工件取出，離子滲氮完成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的30Cr3SiNiMoVA鋼的表面...

【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王樹(shù)松，張小娟，閔永安，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：上海新力動(dòng)力設(shè)備研究所，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：上海;31