航空用渗碳材料淬火方法与流程

本发明属于航空发动机热处理，具体为一种替代航空用渗碳材料硝盐淬火的工艺方法。

背景技术：

1、当前，航空用渗碳材料为了减少制件变形和降低制件心部硬度一直采用分级淬火，通常采用的分级淬火方法为在淬火加热结束后，淬入硝盐中，保温一段时间后迅速转入电炉中再保持一定的时间，然后空冷。

2、但是，硝盐属于一级危险品，使用过程中存在安全隐患，危害人身安全及财产，同时硝盐能耗高，不符合国家绿色经济发展理念。由于以上原因硝盐淬火已被列为限用工艺，因此，在保证制件渗碳面硬度、非渗碳面硬度、渗碳面显微组织、中心显微组织及力学性能的前提下，急需一种替代航空用渗碳材料硝盐或碱浴淬火的新工艺方法，消除安全生产隐患的同时保护环境。

技术实现思路

1、本发明旨在提供一种航空用渗碳材料淬火方法，在保证制件渗碳面硬度、非渗碳面硬度、渗碳面显微组织、中心显微组织及力学性能的前提下，使淬火方法更安全环保。

2、本发明的核心思路在于：以硝盐淬火的工艺参数为基础，采用两次油淬的方式，其中第一次油淬分别从淬火介质的选择、等温温度的选择和等温时间的选择三个方面进行调整，从而获得新的解决方案。

3、为了实现上述目标，本发明采用了以下技术方案：

4、航空用渗碳材料淬火方法，包括：

5、在航空用渗碳材料渗碳处理合格后进行分级淬火，其中第一次淬火采用等温分级淬火油，第二次淬火采用普通淬火油，保持航空用渗碳材料淬火加热温度与硝盐淬火时加热温度一致的前提下，以硝盐淬火时的温度范围和保温时间为基础，分别调整第一次淬火时的等温温度范围和等温时间范围。

6、进一步，所述航空用渗碳材料为18cr2ni4wa，第一次淬火采用kr4488等温分级淬火油，第二次淬火采用20#淬火油。

7、进一步，所述第一次淬火时，等温温度为200℃～240℃。

8、进一步，所述第一次淬火时，等温时间为7min～10min。

9、进一步，所述第一次淬火结束后迅速将渗碳材料转入电炉中保温，且保温温度为500℃～540℃，保温时间为30min～40min。

10、进一步，所述分级淬火后还包括依次进行的洗涤、冰冷处理和回火处理。

11、进一步，所述冰冷处理开始时间与分级淬火结束时间之间的间隔不超过2小时。

12、进一步，所述回火处理开始时间与冰冷处理结束时间之间的间隔不超过2小时。

13、进一步，所述分级淬火前还包括清洗处理，洗净材料表面并干燥后再进行淬火加热。

14、进一步，所述清洗处理采用丙酮、酒精或fds166航空清洗剂。

15、与现有技术相比，本发明的淬火方法具有以下特点：

16、(1)硝盐作为一级危险品，在生产过程中有爆炸风险，kr4488分级淬火油无该风险存在，消除了生产的安全隐患。

17、(2)采用kr4488分级淬火油，制件的渗碳面硬度和非渗碳面硬度一致性比硝盐好。

18、(3)kr4488分级淬火油无污染、绿色环保。

19、本发明的应用改变了技术人员对航空产品进行渗碳后淬火时的工艺选择思维，为今后对类似材料的渗碳后淬火起到了积极作用。

技术特征：

1.航空用渗碳材料淬火方法，其特征在于：包括：

2.根据权利要求1所述的航空用渗碳材料淬火方法，其特征在于：所述航空用渗碳材料为18cr2ni4wa，第一次淬火采用kr4488等温分级淬火油，第二次淬火采用20#淬火油。

3.根据权利要求2所述的航空用渗碳材料淬火方法，其特征在于：所述第一次淬火时，等温温度为200℃～240℃。

4.根据权利要求2所述的航空用渗碳材料淬火方法，其特征在于：所述第一次淬火时，等温时间为7min～10min。

5.根据权利要求2所述的航空用渗碳材料淬火方法，其特征在于：所述第一次淬火结束后迅速将渗碳材料转入电炉中保温，且保温温度为500℃～540℃，保温时间为30min～40min。

6.根据权利要求1所述的航空用渗碳材料淬火方法，其特征在于：所述分级淬火后还包括依次进行的洗涤、冰冷处理和回火处理。

7.根据权利要求6所述的航空用渗碳材料淬火方法，其特征在于：所述冰冷处理开始时间与分级淬火结束时间之间的间隔不超过2小时。

8.根据权利要求6所述的航空用渗碳材料淬火方法，其特征在于：所述回火处理开始时间与冰冷处理结束时间之间的间隔不超过2小时。

9.根据权利要求1所述的航空用渗碳材料淬火方法，其特征在于：所述分级淬火前还包括清洗处理，洗净材料表面并干燥后再进行淬火加热。

10.根据权利要求9所述的航空用渗碳材料淬火方法，其特征在于：所述清洗处理采用丙酮、酒精或fds166航空清洗剂。

技术总结
本发明公开了一种航空用渗碳材料淬火方法，包括在航空用渗碳材料渗碳处理合格后进行分级淬火，其中第一次淬火采用等温分级淬火油，第二次淬火采用普通淬火油，保持航空用渗碳材料淬火加热温度与硝盐淬火时加热温度一致的前提下，以硝盐淬火时的温度范围和保温时间为基础，分别调整第一次淬火时的等温温度范围和等温时间范围。本发明在保证制件渗碳面硬度、非渗碳面硬度、渗碳面显微组织、中心显微组织及力学性能的前提下替代了传统的硝盐淬火，使淬火方法更安全环保。

技术研发人员：陈兆群
受保护的技术使用者：中国航发贵州黎阳航空动力有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/29