一種鏈條銷軸表面滲釩強化工藝的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于汽車零部件制造領域，具體地涉及一種可以在較大載荷、耐磨損、抗腐蝕、抗氧化、疲勞性能好且使用壽命長的鏈條銷軸表面滲釩強化工藝。
【背景技術】
[0002]由于鏈條行業(yè)飛速的發(fā)展和零部件對耐磨抗蝕抗高溫氧化等性能的要求的不斷提高，促進了零件表面強化工藝的發(fā)展。其中，零件表面滲金屬發(fā)展與應用尤為迅速。目前較為成熟的表面強化工藝是表面滲鉻強化，滲鉻零件表面的性能雖然有所提升，但是滲層的性能依然較差，且存在不少的弱點。滲鉻層的抗高溫氧化性能雖好，但硬度較低，耐磨性較差，且容易出現(xiàn)深層剝落，在低、中碳鋼的滲鉻層下均易形成貧碳區(qū)，故只適用于輕載下工作的工件。

【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明的目的是為避免銷軸滲鉻工藝中硬度低，耐磨性較差，易剝落的不足，設計出一種可以使?jié)B金屬零件能承受更大載荷、熱疲勞性能好，又有較高硬度、高耐磨性的鏈條銷軸表面滲釩強化工藝。
[0003]本發(fā)明的技術方案如下:為了實現(xiàn)上述設計目的，本方案在現(xiàn)有的銷軸滲鉻工藝基礎上，通過改變滲劑，并對工藝流程做了一些調(diào)整，使經(jīng)過滲金屬之后的銷軸達到設計目的所提的要求，具體技術方案為:
一種鏈條銷軸表面滲釩強化工藝，工藝流程如下:
(1)將用軸承鋼材料制做的銷軸經(jīng)過精磨；
(2)按TD鹽浴配方:70%-80%無水硼砂，15%-25%V205以及一定量的還原劑，稱取各組分并混合均勻；
(3)加入精磨的銷軸充分攪拌后裝入密封罐內(nèi)，并在1000°C環(huán)境中保溫8-10h，進行TD鹽浴滲釩；
(4)經(jīng)過滲釩后的銷軸隨爐冷卻；
(5)冷卻后的銷軸用沸水煮去表層殘余的廢鹽；
(6)后續(xù)對銷軸進行淬火與回火，淬火溫度860-870度，保溫65分；回火溫度290-300度，保溫時間180分。
[0004]其中，當在熔融硼砂中加入釩的氧化物(V205)后，部分硼砂高溫熱分解而產(chǎn)生三氧化二硼，此時鹽浴中有兩種氧化物并存(B203和V 205)。
[0005]已知各元素氧化物穩(wěn)定性下降順序如下:
Ca Mg Zr A1 Ti Si B Cr Nb V ff排列在前面的每個元素可成為其后面各元素的還原劑。由此可知，前述兩種氧化物中B203最為穩(wěn)定，V 205穩(wěn)定性最差。當向鹽浴中加入還原劑后，首先被還原的是釩。依還原劑的用量不同可以分別得到活性的釩、釩硼原子，以實現(xiàn)鋼的滲釩、釩硼共滲。在進行單元滲釩時，若用鋁作為還原劑，則鹽浴內(nèi)主要發(fā)生下列化學反應:
2/5V205+4/3AI=4/5V+2/3AI203
由上述化學反應得到活性的釩原子。當工件浸入鹽浴后，活性的釩原子同時吸附于鋼的表面并向內(nèi)層擴散，隨后銀就和鋼基體中的碳形成碳化物。由于碳化物中的碳來自于基體，為保證基體滲金屬后仍有足夠的含碳量，不至于形成局部貧碳區(qū)，需要用于滲金屬的銷軸原材料具有較高的含碳量，一般含碳量應>0.6%。
[0006]進一步地，所述的銷軸的表面粗糙度< Ra0.08 μ m。
[0007]進一步地，所述的銷軸表面滲層厚度為10?22 μ m，且滲層厚度均勻。
[0008]作為優(yōu)選，所述的銷軸材料為GCrl5軸承鋼。
[0009]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果為:本發(fā)明的銷軸表面滲釩強化工藝相比目前工業(yè)上普遍使用的單元滲鉻工藝，滲透速度快，滲釩層的耐磨性、抗擦傷性能比滲鉻層強，滲層更加均勻；滲釩銷軸的滲層相比滲鉻的滲層要更加質(zhì)密，滲層與基體之間結合強度更好，表面強度大大提高，提高了耐磨性能和剪切強度。
[0010]本發(fā)明TD鹽浴滲釩之后隨爐冷卻再沸水煮去表面殘余，相當于冷卻后有個二次熱處理，這樣的熱處理能將銷軸心部組織轉化為回火屈氏體組織，細化心部晶粒組織，提高銷軸的韌性和抗剪切強度，提高整鏈使用壽命。
[0011]說明書附圖
圖1是銷軸經(jīng)過普通工藝滲鉻處理后的金相圖；
圖2是GCrl5軸承鋼銷軸經(jīng)過表面鉻滲釩強化工藝處理后的金相圖；
圖3是80號軸承鋼銷軸經(jīng)過表面滲釩強化工藝處理后的金相圖；
圖4是40Cr軸承鋼銷軸經(jīng)過表面滲釩強化工藝處理后的金相圖。
【具體實施方式】
[0012]以下將結合具體實施例對本發(fā)明提供的技術方案進行詳細說明，應理解為下述【具體實施方式】僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。
[0013]實施例1
將用GCr 15軸承鋼材料制做的銷軸經(jīng)過精磨；按TD鹽浴配方:70%-80%無水硼砂，15%-25%V205以及一定量的還原劑A1，稱取各組分并混合均勻；加入精磨的銷軸充分攪拌后裝入密封罐內(nèi)，并在1000°c環(huán)境中保溫8-10h，進行TD鹽浴滲釩；經(jīng)過滲釩后的銷軸隨爐冷卻；冷卻后的銷軸用沸水煮去表層殘余的廢鹽；后續(xù)對銷軸進行淬火與回火，淬火溫度860-870度，保溫65分；回火溫度290-300度，保溫時間180分。
[0014]通過金相照片驗證滲層，滲層16-22微米，滲層均勻，金相圖見圖2 ;滲層耐磨性能及抗擦傷性能測試結果為磨損試驗200小時磨損量0.16mm ;銷軸表面粗糙度Ra0.026 μπι，滲層硬度為2357-2414HV0.2。
[0015]實施例2
將用80號鋼材料制做的銷軸經(jīng)過精磨；按TD鹽浴配方:85%?90%無水硼砂，5%?10%V205，一定量還原劑催化劑Mg，稱取各組分并混合均勻；加入精磨的銷軸充分攪拌后裝入密封罐內(nèi)，并在1000 °C環(huán)境中保溫8-10h，進行TD鹽浴滲釩；經(jīng)過滲釩后的銷軸隨爐冷卻；冷卻后的銷軸用沸水煮去表層殘余的廢鹽；后續(xù)對銷軸進行淬火與回火，淬火溫度860-870度，保溫65分；回火溫度290-300度，保溫時間180分。
[0016]通過金相照片驗證滲層，滲層12-16微米，滲層均勻度一般，金相圖見圖3 ;滲層耐磨性能及抗擦傷性能測試結果為磨損試驗200小時磨損量0.21mm ;銷軸表面粗糙度Ra0.046 μ m，滲層硬度為 2212-2234HV0.2。
[0017]實施例3
將用40Cr鋼材料制做的銷軸經(jīng)過精磨；按TD鹽浴配方:80%?90%無水硼砂，10%?15%V205，一定量還原劑Zr，稱取各組分并混合均勻；加入精磨的銷軸充分攪拌后裝入密封罐內(nèi)，并在1000°C環(huán)境中保溫8-10h，進行TD鹽浴滲釩；經(jīng)過滲釩后的銷軸隨爐冷卻；冷卻后的銷軸用沸水煮去表層殘余的廢鹽；后續(xù)對銷軸進行淬火與回火，淬火溫度860-870度，保溫65分；回火溫度290-300度，保溫時間180分。
[0018]通過金相照片驗證滲層，滲層10-15微米，滲層不均勻，金相圖見圖4 ;滲層耐磨性能及抗擦傷性能測試結果為磨損試驗200小時磨損量0.29mm ;銷軸表面粗糙度Ra0.078 μ m，滲層硬度為 2235-2276HV0.2。
[0019]有上述實施例對比可見，本發(fā)明的銷軸表面滲釩強化工藝滲透速度快，滲釩層的耐磨性、抗擦傷性能最強，滲層更加均勻；滲釩銷軸的滲層更加質(zhì)密，滲層與基體之間結合強度更好，表面強度大大提高，提高了耐磨性能和剪切強度。
[0020]上述技術方案僅體現(xiàn)了本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，不能理解為對本發(fā)明準許范圍的限制，凡根據(jù)本發(fā)明做出的變形和改進，均屬于本發(fā)明保護范圍。
【主權項】
1.一種鏈條銷軸表面滲釩強化工藝，其特征在于工藝如下: (1)將用軸承鋼材料制做的銷軸經(jīng)過精磨； (2)按TD鹽浴配方:70%-80%無水硼砂，15%-25%V205以及一定量的還原劑，稱取各組分并混合均勻； (3)加入精磨的銷軸充分攪拌后裝入密封罐內(nèi)，并在1000°C環(huán)境中保溫8-10h，進行TD鹽浴滲釩； (4)經(jīng)過滲釩后的銷軸隨爐冷卻； (5)冷卻后的銷軸用沸水煮去表層殘余的廢鹽； (6)后續(xù)對銷軸進行淬火與回火，淬火溫度860-870度，保溫65分；回火溫度290-300度，保溫時間180分。2.其中，當在熔融硼砂中加入釩的氧化物(V205)后，部分硼砂高溫熱分解而產(chǎn)生三氧化二硼，此時鹽浴中有兩種氧化物并存(B203和V 205)。3.根據(jù)權利要求1所述的一種鏈條銷軸表面滲釩強化工藝，其特征在于:已知各元素氧化物穩(wěn)定性下降順序如下:Ca Mg Zr A1 Ti Si B Cr Nb V W，所述的還原劑為排列在各元素前面的每個元素，前述兩種氧化物中B203最為穩(wěn)定，V 205穩(wěn)定性最差，當向鹽浴中加入還原劑后，首先被還原的是釩。4.根據(jù)權利要求1所述的一種鏈條銷軸表面滲釩強化工藝，其特征在于:所述的銷軸軸承鋼材料的含碳量大于0.6%。5.根據(jù)權利要求1所述的一種鏈條銷軸表面滲釩強化工藝，其特征在于:所述的銷軸的表面粗糙度彡Ra0.8μπι。6.根據(jù)權利要求1所述的一種鏈條銷軸表面滲釩強化工藝，其特征在于:所述的銷軸表面滲層厚度為10?22 μ m，且滲層厚度均勻。7.根據(jù)權利要求1所述的一種鏈條銷軸表面滲釩強化工藝，其特征在于:所述的銷軸材料為GCrl5軸承鋼。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鏈條銷軸表面滲釩強化工藝，工藝流程如下：（1）將用軸承鋼材料制做的銷軸經(jīng)過精磨；（2）按TD鹽浴配方：70%-80%無水硼砂，15%-25%V2O5以及一定量的還原劑，稱取各組分并混合均勻；（3）加入精磨的銷軸充分攪拌后裝入密封罐內(nèi)，并在1000℃環(huán)境中保溫8-10h，進行TD鹽浴滲釩；（4）經(jīng)過滲釩后的銷軸隨爐冷卻；（5）冷卻后的銷軸用沸水煮去表層殘余的廢鹽；（6）后續(xù)對銷軸進行淬火與回火，淬火溫度860-870度，保溫65分；回火溫度290-300度，保溫時間180分。本發(fā)明的銷軸表面滲釩強化工藝相比目前工業(yè)上普遍使用的單元滲鉻工藝，滲透速度快，滲釩層的耐磨性、抗擦傷性能比滲鉻層強，滲層更加均勻；滲釩銷軸的滲層相比滲鉻的滲層要更加質(zhì)密，滲層與基體之間結合強度更好，表面強度大大提高，提高了耐磨性能和剪切強度。
【IPC分類】C21D9/28, C23C10/24, C21D1/18
【公開號】CN105239037
【申請?zhí)枴緾N201510730557
【發(fā)明人】姚勝強, 胡巖, 費侃
【申請人】杭州持正科技股份有限公司
【公開日】2016年1月13日
【申請日】2015年11月2日