本發明涉及一種防止不銹鋼熱處理氧化的方法，屬于熱處理領域。

　　背景技術：

　　目前，防止不銹鋼熱處理氧化方法有，在熱處理過程中在零件上涂覆抗氧化保護涂料的方法，在熱處理后采用吹砂、酸洗或機械方法去除氧化物，前提是去除氧化物后，零件不超出圖紙中的尺寸公差。考慮真空熱處理是一種理想狀態的，無氧化、無脫碳的光亮技術時，其在工業中得到了廣泛應用。但現實情況下，往往因為真空度和真空充氣壓等參數選擇不當，會在零件表面形成不同程度的氧化層，或者引起合金元素蒸發，導致表面形成合金元素貧化。

　　技術實現要素：

　　本發明要解決的技術問題是提供一種防止不銹鋼熱處理氧化的方法，該方法以鈦屑為輔助介質，掩埋零件來進行熱處理，從而高效、可靠地抑制零件氧化物的形成方法。

　　為解決以上問題，本發明的具體技術方案如下：一種防止不銹鋼熱處理氧化的方法，包括以下步驟：

　　1）工裝、鈦屑等準備：使用丙酮或酒精對工裝、夾具進行手工清洗，并烘干；收集鈦屑ti-6al-4v，用丙酮浸泡清洗，然后堿清洗，最后用水沖洗并烘干；每次生產前，預先在不低于零件加熱溫度和真空度下對鈦屑進行除氣處理；

　　2）零件進爐前處理：根據零件清潔程序，采用丙酮或酒精溶劑手工清洗，必要時結合堿清洗的方式對零件進行裝爐前清洗，堿洗的水沖洗過程要保證零件表面水膜連續，最后將零件擦干或用干凈的壓縮空氣吹干；

　　3）真空熱處理過程：零件裝載在步驟1）的清洗后工裝上，防嵌套、堆垛或配合，采用一層鈦屑，一層零件的方式放置零件，在最外層零件上也鋪一層鈦屑，零件放在有效工作區內加熱；設定工藝參數，爐內真空度控制在≤1.33×10-1pa，升溫至482±14℃，保溫至少1個小時，保溫后回充高純氬氣至爐內溫度冷卻到≤371℃，停止回充氬氣，零件繼續爐內冷卻，溫度達到200℃以下時開門取出零件，空冷；

　　4）檢驗、包裝轉工序：零件出爐后，戴干凈的白手套進行取放、送檢，用聚乙烯袋或牛皮紙袋包裝零件并轉入下一道工序。

　　所述的步驟3）中的零件厚度≤25mm，當零件厚度每增加25mm，保溫時間延長1個小時。

　　該防止不銹鋼熱處理氧化的方法具有以下優點：

　　1.不銹鋼是民用航空應用最為廣泛的結構材料之一，本發明適用于所有的需要真空熱處理的不銹鋼構件，應用范圍廣；

　　2.采用鈦屑輔助熱處理過程不需要重新摸索，只需要埋屑，并按照工藝規范要求調整熱處理時間，操作簡單方便可靠；

　　3.采用鈦屑輔助的真空熱處理下，能夠有效減小氧化層的形成；

　　4.節省了傳統熱處理防氧化處理帶來的保護涂料消耗費用，以及吹砂、機械去除帶來的工時成本，具有良好的經濟效益。

　　具體實施方式

　　本發明的解決思路是：借助xps（x射線光電子能譜分析）檢測手段，確定不銹鋼熱處理過程中表面產生的氧化層程度。通過對鈦屑輔助前后熱處理的試片隨機選取進行xps檢測，發現ar氣濺120s后試片表面氧含量由47.76%降至30.89%，說明鈦屑輔助的工藝方法能有效地降低爐內氧分壓，從而減小零件表面氧化膜層厚度。結合鈦合金與不銹鋼處于同電位分組的理論，并利用鈦對氧親和力優先于鋁、鉻的原理，采用輔助埋鈦屑的辦法，即將鈦作為犧牲層，保護零件，以此有效地抑制或降低形成熱處理氧化層。通過試片以及零件試驗，以及xps檢測驗證，此方法能有效地降低氧化層厚度。通過進一步鈍化后，表面也不再呈現黃色、藍色等彩虹色。說明該方法能有效改善零件外觀，同時為鈍化膜層的均勻性提供了良好的表面狀態。

　　本實施采用沉淀硬化不銹鋼接頭零件，材料牌號ph13-8mo，熱處理狀態h1000，消除應力熱處理過程為例，對本發明專利工藝方法進一步描述，具體步驟如下：

　　1）工裝、鈦屑等準備：使用丙酮或酒精對工裝、夾具進行手工清洗，并烘干，清洗后的表面不應有油污、手印和殘留的溶劑；收集鈦屑ti-6al-4v，用丙酮浸泡清洗，然后堿清洗（isoprep44#清洗劑），最后用水（cl-≤30ppm）沖洗并烘干；每次生產前，預先在不低于零件加熱溫度（482±14℃）和真空度（≤1.33×10-1pa）下對鈦屑進行除氣處理；

　　2）零件進爐前處理：根據零件清潔程序，采用丙酮或酒精溶劑手工清洗，必要時結合堿清洗（isoprep44#清洗劑）的方式對零件進行裝爐前清洗，堿洗的水沖洗過程要保證零件表面水膜連續，最后將零件擦干或用干凈的壓縮空氣吹干；

　　3）真空熱處理過程：零件裝載在步驟1）的清洗后工裝上，防嵌套、堆垛或配合，采用一層鈦屑，一層零件的方式放置零件，在最外層零件上也鋪一層鈦屑，零件放在有效工作區內加熱；設定工藝參數，爐內真空度控制在≤1.33×10-1pa，升溫至482±14℃，保溫至少1個小時，保溫后回充高純氬氣至爐內溫度冷卻到≤371℃，停止回充氬氣，零件繼續爐內冷卻，溫度達到200℃以下時開門取出零件，空冷；其中，爐內零件厚度≤25mm，當零件厚度每增加25mm，保溫時間延長1個小時；

　　4）檢驗、包裝轉工序：零件出爐后，戴干凈的白手套進行取放、送檢，用聚乙烯袋或牛皮紙袋包裝零件并轉入下一道工序。

　　采用上述方法熱處理后的沉淀硬化不銹鋼接頭零件表面鈍化后膜層均勻，無黃色、藍色等彩虹色。

　　技術特征：

　　1.一種防止不銹鋼熱處理氧化的方法，其特征在于包括以下步驟：

　　1）工裝、鈦屑等準備：使用丙酮或酒精對工裝、夾具進行手工清洗，并烘干；收集鈦屑ti-6al-4v，用丙酮浸泡清洗，然后堿清洗，最后用水沖洗并烘干；每次生產前，預先在不低于零件加熱溫度和真空度下對鈦屑進行除氣處理；

　　2）零件進爐前處理：根據零件清潔程序，采用丙酮或酒精溶劑手工清洗，必要時結合堿清洗的方式對零件進行裝爐前清洗，堿洗的水沖洗過程要保證零件表面水膜連續，最后將零件擦干或用干凈的壓縮空氣吹干；

　　3）真空熱處理過程：零件裝載在步驟1）的清洗后工裝上，防嵌套、堆垛或配合，采用一層鈦屑，一層零件的方式放置零件，在最外層零件上也鋪一層鈦屑，零件放在有效工作區內加熱；設定工藝參數，爐內真空度控制在≤1.33×10-1pa，升溫至482±14℃，保溫至少1個小時，保溫后回充高純氬氣至爐內溫度冷卻到≤371℃，停止回充氬氣，零件繼續爐內冷卻，溫度達到200℃以下時開門取出零件，空冷；

　　4）檢驗、包裝轉工序：零件出爐后，戴干凈的白手套進行取放、送檢，用聚乙烯袋或牛皮紙袋包裝零件并轉入下一道工序。

　　2.如權利要求1所述的防止不銹鋼熱處理氧化的方法，其特征在于：所述的步驟3）中的零件厚度≤25mm，當零件厚度每增加25mm，保溫時間延長1個小時。

　　技術總結

　　本發明涉及一種防止不銹鋼熱處理氧化的方法，包括以下步驟：1）工裝、鈦屑等準備；2）零件進爐前處理；3）真空熱處理過程：零件裝載在步驟1）的清洗后工裝上，防嵌套、堆垛或配合，采用一層鈦屑，一層零件的方式放置零件，在最外層零件上也鋪一層鈦屑，零件放在有效工作區內加熱；設定工藝參數，爐內真空度控制在≤1.33×10?1Pa，升溫至482±14℃，保溫至少1個小時，保溫后回充高純氬氣至爐內溫度冷卻到≤371℃，停止回充氬氣，零件繼續爐內冷卻，溫度達到200℃以下時開門取出零件，空冷；4）檢驗、包裝轉工序。該方法以鈦屑為輔助介質，掩埋零件來進行熱處理，從而高效、可靠地抑制零件氧化物的形成方法。

　　技術研發人員：翟翠芬;張曉冬;彭春雨;郭橋

　　受保護的技術使用者：中航沈飛民用飛機有限責任公司

　　技術研發日：2019.12.09

　　技術公布日：2020.02.25