QJ 2539.2-1993 化学热处理 钢的气体氮碳共渗.pdf

中华人民共和国航空航天工业部航天工业标准
QJ2539.2-93
化学热处理钢的气体氮碳共渗
1993-03-29发布
1994-01-01实施
中华人民共和国航空航天工业部发布
中华人民共和国航空航天工业部航天工业标准
QJ2539.2-93
化学热处理钢的气体氮碳共渗
1主题内容与适用范围
本标准规定了钢的气体氮碳共渗处理的材料、设备、工艺、操作注意事项和质量检
验
本标准适用于航天产品常用的碳素结构钢、合金结构钢、合金工具钢的气体氮碳共
渗
2引用标准
GB443L-AN全损耗系统用油
GB536液体无水氨
GB699优质碳素结构钢技术条件
GB1299合金工具钢技术条件
GB3077合金结构钢技术条件
GB/T11354钢铁零件渗氮层深度测定和金相检验
ZBJ36014化学热处理渗剂技术条件
QJ1421.4安全检查细则金属热加工表面处理安全检查细则
QJ1428热处理炉温控制与测量
3材料
3.1零件材料
材料脾号及技术条件见表1.
3.2剂
3.2.1液体无水氨应符合GB536的一等品要求
3.2.2甲醇和乙醇应符合ZBJ36014有关要求
航空航天工业部1993-03-29批准
1994-01-01实施
QJ2539.2-93
表1
类别
材料脾号
技术条件
碳素结构钢
10、45
见GB699
合金结构钢
20Cr、40Cr、38 CRMOAL
见GB3077
合金工具钢
3Cr2W3V、Crl2MoV
见GB1299
4设备
4.1气体氮碳共渗炉
4.1.1加热炉有效工作区温度均匀性应符合QJ1428中Ⅲ类及其以上各类炉有关要
求
4.1.2加热炉应具有气体强制循环装置,使炉内气氛均匀流通
4.1.3渗剂的加人量可以控制和连续调节
4.1.4炉罐材料及内壁状态应不影响氮碳共渗气氛的稳定性。
4.1.5炉罐和气、液体管道及部件密封性好,不能泄滿
4.1.6对工艺参数进行自动控制的微机等控制系统的性能应准确可靠、操作方便。
4.2冷却设备及清洗设备
4.2.1配置尺寸合适、便于操作的冷却油槽、冷水槽和热水槽
4.2.2油槽内应选用GB43中的L-AN10或LーAN22全损耗系统用油
s工艺
5.1预备热处理
零件在氮碳共渗处理前必须进行预备热处理
5.1.1结构钢的重要零件宜采用调质处理,一般零件允许采用正火
5.1.2合金工具钢的零件应经过淬火、回火,
5.1.3几何形状复杂的零件、经校直的零件、焊接件以及其它需要去除应力的零件必
须进行去应力退火
5.1.4预备热处理所采用的回火温度和去应力退火温度一般不低于或稍高于氮碳共渗
温度。
5.2防处理
零件防渗部位应加以渗防处理,如镀0.004~0.006mm的锡层,或镀0.02~0.04mm
的镍层或0.02m以上的无孔隙铜层.也可涂其它有效防渗涂料。必要时可留1.5~2倍
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滲层厚的加工余量。
5.3工艺规范
工艺过程可分升温阶段、排气阶段、氮碳共渗阶段和冷却出炉阶段。
5.3.1升温阶段:空炉升温到共渗温度(见表2)后方可装炉,如为冷炉升温,到温后
尚需保温30~60min
5.3.2排气阶段:装炉后应立即通入3.5~5.5mL/min的甲醇并点火,排气10-
40min后徐徐通入氨气并使形成稳定火苗。
5.3.3氮碳共渗阶段:按表2调整工艺参数后可进行共渗。
表2
温度
时间
甲醇流量
氨气流县
炉气压
材料牌号
ml/ min
L/h
490~53?
20C
570~580
~46
40C
300~1000
38CRM0A]
490~530
3cr2w8v
540~550
430~470
Cr12mov
注:表内数值是在炉罐尺寸50omx500mm时测得
5.3.3.1在炉罐尺寸不同于表2的情况下,氨气和甲醇的加人量可以乘以加入量修正
系数A和B,氨气加入量的修正系数为A,其值为0.8~1.5;甲醇加入量的修正系数为
B,其值为0.9~1.3,系数取值如下:
a.当炉罐尺寸为p300mmx500mm时,A、B值均取下限;
b.当炉罐尺寸为9600mmx90omm时,A、B值均取上限;
c.当炉罐尺寸介于中间时,A、B值可由上述a、b二条类推确定
5.3.3.2在零件较大或装炉量较多的情况下,氮碳共渗时间可适当延长,但总时间不
宜超过8h
5.3.4冷却阶段:一般为出炉油冷以减少氧化和提高耐疲劳性能。变形要求严格的零
件可使炉冷到400℃后出炉油冷。出炉前应关掉甲醇和氨气
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5.4试样
应制备足够数量的试样,试样的制备应符合GB/T11354有关规定。每炉在不同位
置上安放(吊挂)5~10个
6操作注意事项
6.1开炉前应按有关要求检査加热炉、各仪器仪表和工夹具。
6.2共渗前检査零件和试样表面,不允许有裂纹、锈斑、伤痕等缺陷,有防滲要求的零
件还要检查防滲处理的质量
6.3零件、试样和工夹具应用煤油、酒精或其它合适的清洗剂清洗表面油污并原(烘)
干.
6.4零件、试样吊扎时四周应留有适当空隙,以利气流畅通和加热均匀.
6.5加热炉经过大修或久置不用的,在首次使用时宜先用试样试炉
6.6排气口废气必须点然
6.7随时检查渗剂流量以及温度等工艺参数的控制情况,并按工艺规范调整,作好记
录
7质量检验
7.1检査操作过程和执行工艺规范的正确性。
7.2共渗零件应百分之百检査外观,要求色泽均匀,不允许有裂纹、剥落、伤痕等缺
陷,变形量应符合有关技术文件要求
7.3表面硬度检验用0000号金相砂纸去除表面氧化膜后进行。共渗层深度检査按
GB/T11354规定要求进行。以上两种检验均检验随炉试样2~4件,其检测值应符合表
3要求
7.4共滲层疏松检査和脆性检查按GB/T1354规定要求进行,一般零件达到1~3级
为合格,重要零件达到1~2级为合格
7.5零件防滲部位的硬度检验可使用金刚石整形锉刀或硬度计进行,每炉检査试样2
6件,但不少于2件
硬度值的检验应按有关技术要求进行
7.6共渗层深度、表面硬度、疏松、脆性等检查如出现不合格需要返修时,允许重复共
渗处理一次