42CrMo或40Cr转向节软氮化处理工艺的制作方法

　　42CrMo或40Cr转向节软氮化处理工艺的制作方法

　　【**摘要】本发明涉及一种42CrMo或40Cr转向节软氮化处理工艺，包括以下步骤：（1）、转向节调质处理，温度580±5℃，调质硬度24-30HRC；（2）、调质处理后的转向节清洗除去表面油污；（3）、转向节预热，温度370±10℃；（4）、转向节移至氮化炉浸入氰化物共渗介质中进行盐浴，温度在570—620℃，熔盐CNO—值在38%-50%，通空气量为400-600L/h；（5）转向节出炉在5~10％Na2CO3水溶液中煮10~15min，在2％的沸腾磷酸溶液内中和，在10％硫酸铜或硫酸亚铁溶液中常温洗涤，并在常温冷水中冲刷，清洗时间＞25min。本发明的优点在于通过转向节整体软氮化处理，解决部件结构形状复杂、厚度变化多、梯度大，热处理难控制的问题，同时整体软氮化处理具有增强了零部件的抗弯、抗扭能力的效果。

　　【**说明】42CrMo或40Cr转向节软氮化处理工艺

　　[0001]【技术领域】:

　　本发明涉及一种金属表面盐浴氮碳共渗的方法，特别涉及一种42CrMo或40Cr结构复杂的转向节软氮化处理工艺，能够在更小的成本和更优的方式下，使结构紧凑、外形复杂，零件厚度变化多机械零部件的抗弯、抗扭，抗冲击能力增强。

　　[0002]【背景技术】:

　　转向节是汽车转向桥上的主要零件之一，能够使汽车稳定行驶并灵敏传递行驶方向，转向节的功用是承受汽车前部载荷，支承并带动前轮绕主销转动而使汽车转向。在汽车行驶状态下，它承受着多变的冲击载荷，因此，要求其具有很高的强度。转向节常规的热处理工艺是调质后在轴承颈处高频淬火，已到达增加强度要求。但在高端客车悬架，所使用的转向节结构紧凑，轴承颈截面直径小，而整 车前桥承载的载荷高(1.8t)。为了保证转向节能够承载多变的高强度的冲击载荷，应用氮碳共渗提高钢铁材料强度、抗磨性、抗咬合性能和抗腐蚀性能已在技术上获得广泛应用。常用的盐浴氮碳共渗也称液体氮碳共渗，盐浴氮碳共渗所用的盐主要是含有氰化钠和氰化钾的氰盐，氰盐溶化后经过氧化产生氰酸盐，再由氰酸盐氧化或分解获取活性氮原子和活性碳原子。是在含有活性氮原子和活性碳原子的熔盐液中完成氮和碳渗入工件表面的过程，具有设备简单、操作方便、渗速快、生产成本低等优点。但对于高强度的合金钢尤其是42CrMo或40Cr结构复杂的转向节，按照常规的盐浴氮碳共渗，存在着的共渗效果较差的缺点。

　　[0003]【发明内容】:

　　本发明的目的就是为了克服现有盐浴氮碳共渗存在着的共渗效果较差的缺点，提供的一种42CrMo或40Cr转向节软氮化处理工艺。

　　[0004]本发明采用的技术方案如下:

　　一种42CrMo或40Cr转向节软氮化处理工艺，其特征在于包括以下步骤:

　　(1)、将转向节进行调质处理，温度580±5°C，调质硬度24-30HRC；

　　(2)、调质处理后的转向节清洗除去表面油污；

　　(3)、转向节放入预热炉中进行预热，预热温度控制为370±10°C，保温时间30-40min；

　　(4)、预热后的转向节移至氮化炉，浸入氰化物共渗介质中进行盐浴，盐浴温度控制保持在570— 620°C，共渗介质中的熔盐CNO一值控制在38%_50%，通空气量为400-600 L/h，保温时间160±2min ；

　　(5)转向节出炉，移至水冷槽常温水冷，水冷时间5-10min；

　　(6)、清洗，将转向节移至氮化清洗水槽，在5~10%Na2C03水溶液中煮l(Tl5min，然后在2%的沸腾磷酸溶液内中和，再在10%硫酸铜或硫酸亚铁溶液中常温洗涤，使得附着在工件表面上的氰盐全部消除，然后再经70-100°C热水洗涤，并在常温冷水中冲刷，清洗时间

　　>25min。

　　[0005]在上述技术方案的基础上，可以有以下进一步的技术方案:

　　所述氰化物共渗介质由以下重量百分比的原料组成:30%的NaCN、40%的Na2C03、30%的 NaCl ；所述熔盐CNO一值大于40%并小于45%，氮化盐浴温度大于585°C并小于620°C ；

　　所述熔盐CNO一值为42%，氮化盐浴温度为590°C ；

　　所述熔盐CNO一值为45%，氮化盐浴温度为595°C。

　　[0006]本发明的优点在于通过42CrMo (或40Cr)转向节整体软氮化处理(氮碳共渗)，可以解决部件结构紧凑、外形复杂，厚度变化多、梯度大，热处理难控制的问题，同时整体软氮化处理(氮碳共渗)具有增强了零部件的抗弯、抗扭能力的效果。

　　[0007]【具体实施方式】:

　　实施例1，包括以下步骤:

　　1)、将42CrMo转向节加工至成品尺寸，进行调制处理，温度580°C ;调质硬度28HRC。

　　[0008]2)、工件的清洗:检查工件表面若有脱碳层、锈斑、尖角、锐边，需要打磨，目测无上述情况再进行清洗。工件清洗时，先用碱洗去表面油污20min，然后移至漂洗槽用清水洗去表面清洗液，漂洗5-10min ；

　　3)、转向节预热:将工件移至预热炉，预热炉温度370°C (保温温度)，保温时间35min。

　　[0009]4)、转向节软氮化:转向节移至氮化炉，温度586°C，浸入由30%的NaCN、40%的Na2C03、30%的NaCl组成的氰化物共渗介质中盐浴，熔盐CNO一值(氰酸根离子)为42%，通气量为500 L/h，保温时间160min。转向节出炉，滴盐(表面溶液滴干)2分钟后，移至水冷槽，常温(20° )水冷时间IOmin。

　　[0010]5)、清洗:将转向节移至氮化清洗水槽，在8% Na2CO2水溶液中煮lOmin，然后在2%的沸腾磷酸溶液内中和，再在10%硫酸铜或硫酸亚铁溶液中常温洗涤，使得附着在工件表面上的氰盐全部消除。然后再经70°C热水洗涤，并在常温冷水中冲刷。清洗时间25min。

　　[0011]实施例2，包括以下步骤:

　　I)将40Cr转向节加工至成品尺寸，进行调制处理，温度580°C ;调质硬度28HRC。

　　[0012]2)、工件的清洗:检查工件表面若有脱碳层、锈斑、尖角、锐边，需要打磨，目测无上述情况再进行清洗。工件清洗时，先用碱洗去表面油污20min，然后移至漂洗槽用清水洗去表面清洗液，漂洗5-10min ；

　　3)、转向节预热:将工件移至预热炉，预热炉温度370°C (保温温度)，保温时间35min。

　　[0013]4)、转向节软氮化:转向节移至氮化炉，温度590°C，浸入由30%的NaCN、40%的Na2C03、30%的NaCl组成的氰化物共渗介质中盐浴，熔盐CNO一值(氰酸根离子)为42%，通气量为500 L/h，保温时间160min。转向节出炉，滴盐(表面溶液滴干)2分钟后，移至水冷槽，常温(20° )水冷时间IOmin。

　　[0014]5)、清洗:将转向节移至氮化清洗水槽，在8% Na2CO2水溶液中煮lOmin，然后在2%的沸腾磷酸溶液内中和，再在10%硫酸铜或硫酸亚铁溶液中常温洗涤，使得附着在工件表面上的氰盐全部消除。然后再经70°C热水洗涤，并在常温冷水中冲刷。清洗时间25min。

　　[0015]实施例3，包括以下步骤:

　　1)、将42CrMo转向节加工至成品尺寸，进行调制处理，温度580°C ;调质硬度28HRC。

　　[0016]2)、工件的清洗:检查工件表面若有脱碳层、锈斑、尖角、锐边，需要打磨，目测无上述情况再进行清洗。工件清洗时，先用碱洗去表面油污20min，然后移至漂洗槽用清水洗去表面清洗液，漂洗5-10min ；

　　3)、转向节预热:将工件移至预热炉，预热炉温度370°C (保温温度)，保温时间35min。[0017]4)、转向节软氮化:转向节移至氮化炉，温度595°C，浸入由30%的NaCN、40%的Na2C03、30%的NaCl组成的氰化物共渗介质中盐浴，熔盐CNO一值(氰酸根离子)为45%，通气量为500 L/h，保温时间160min。

　　[0018]5)、转向节出炉，滴盐(表面溶液滴干)2分钟后，移至水冷槽，常温(20° )水冷时间 IOmin。

　　[0019]6)、清洗:将转向节移至氮化清洗水槽，在8% Na2CO2水溶液中煮lOmin，然后在2%的沸腾磷酸溶液内中和，再在10%硫酸铜或硫酸亚铁溶液中常温洗涤，使得附着在工件表面上的氰盐全部消除。然后再经70°C热水洗涤，并在常温冷水中冲刷。清洗时间25min。

　　[0020]台架试验:

　　原来的没有采用本发明处理过的转向节，在台架试验无法通过。侧向力疲劳试验中在11082次时出现失效，道路试验(定远道路试验要求:5万公里，其中强化路:20000 km,山路15000 km,高环路10000 km，其他路2500km)出现转向节疲劳失效，时故障里程28954km(强化路9977km，山路12251km，高环Okm， 其他路面6726km)。通过本发明处理，该三个实例中的转向节都通过了台架试验及定远试验场道路可靠性试验验证，满足要求，性能可靠，安全系数高。

　　【权利要求】

　　1.42CrMo或40Cr转向节软氮化处理工艺，其特征在于包括以下步骤: (1)、将转向节进行调质处理，温度580±5°C，调质硬度24-30HRC； (2)、调质处理后的转向节清洗除去表面油污； (3)、转向节放入预热炉中进行预热，预热温度控制为370±10°C，保温时间30-40min； (4)、预热后的转向节移至氮化炉，浸入氰化物共渗介质中进行盐浴，盐浴温度控制保持在570— 620°C，共渗介质中的熔盐CNO一值控制在38%_50%，通空气量为400-600 L/h，保温时间160±2min ； (5)转向节出炉，移至水冷槽常温水冷，水冷时间5-10min； (6)、清洗，将转向节移至氮化清洗水槽，在5~10%Na2C03水溶液中煮l(Tl5min，然后在2%的沸腾磷酸溶液内中和，再在10%硫酸铜或硫酸亚铁溶液中常温洗涤，使得附着在工件表面上的氰盐全部消除，然后再经70-100°C热水洗涤，并在常温冷水中冲刷，清洗时间>25min。

　　2.根据权利要求1所述的42CrMo或40Cr转向节软氮化处理工艺，其特征在于所述氰化物共渗介质由以下重量百分比的原料组成:30%的NaCN、40%的Na2C03、30%的NaCl。

　　3.根据权利要求2所述的42CrMo或40Cr转向节软氮化处理工艺，其特征在于所述熔盐的CNCT值大于40%并小于45%，氮化盐浴温度大于585°C并小于620°C。

　　4.根据权利要求3所述的42CrMo或40Cr转向节软氮化处理工艺，其特征在于熔盐的CNO一值为42%，氮化盐浴温度为590°C。

　　5.根据权利要求3所述的42CrMo或40Cr转向节软氮化处理工艺，其特征在于熔盐的CNO一值为45%，氮化盐浴温度为595°C。

　　【文档编号】C23C8/56GK103882370SQ201410108428

　　【公开日】2014年6月25日 申请日期:2014年3月24日 优先权日:2014年3月24日

　　【发明者】王解生, 唐自玉, 班景能, 王国花 申请人:合肥美桥汽车传动及底盘系统有限公司