[發明專利]一種半真空氣體硫氮共滲方法

無效

• 申請號: 200810011424.2
• 申請日: 2008-05-16
• 公開（公告）號: CN101270464A
• 公開（公告）日: 2008-09-24
• 發明（設計）人: 潘貴啟;劉洋
• 申請（專利權）人: 鐵嶺鑫龍機械制造有限公司
• 主分類號: C23C8/28
• 分類號: C23C8/28
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種金屬零件表面熱處理工藝，尤其是一種氣體硫氮共滲工藝。

背景技術

金屬零件進行硫氮共滲處理后，能夠增強耐磨和抗腐蝕能力。目前，工業生產中主要采用鹽浴及輝光離子滲氮爐進行硫氮共滲。但是采用鹽浴進行硫氮共滲時，不僅滲速慢，耗能多，而且共滲后會殘留大量的鹽，還需要對鹽進行進一步處理，工序煩瑣，費工費時。另有采用輝光離子滲氮爐進行硫氮共滲，雖然提高了效率，但成本造價高，增加了經濟負擔。申請號為200610135011.6的中國發明專利申請公開了一種氣體硫氮共滲方法，但采用這種氣體硫氮共滲方法處理的工件的缺點是：在共滲過程中難免與氧接觸，因此共滲后的工件為黑色，且變形量在0.01mm以上；由于共滲后工件含氧，所以常溫下12個月有輕微銹蝕。

發明內容

本發明要解決的技術問題是，提供一種半真空氣體硫氮共滲方法，解決了現有技術中工件在滲透過程中氧化變為黑色、變形量大、抗腐蝕性能差、成本高等技術問題。

為了解決上述技術問題，本發明采取的技術方案是：

一種半真空氣體硫氮共滲方法，依次由下述步驟組成：

真空排氣期：將待加工工件放入氮化爐內，用真空泵將爐內抽至-0.8-1.0兆帕的負壓。

升溫期：在真空狀態下將爐溫升至400-500℃時滴入乙醇至爐內壓力與外界氣壓平衡，此時打開排氣口。

氮化期：爐壓平衡后繼續滴入乙醇，待爐溫升至520-550℃通入氨氣進行氮化，持續2-4小時。

共滲期：停止乙醇的滴注，由滴注器向爐內滴入含硫的有機液體進行硫氮共滲，同時繼續通入氨氣，持續2-4小時。

真空降溫期：共滲期結束后，關閉排氣口，將爐內共滲氣氛抽出在爐內形成-1--1.2兆帕的負壓，待爐溫降至180℃以下時，取出工件。

作為本發明的改進，在所述氮化期和共滲期，將氨分解率控制在25-35％之間。

作為本發明的進一步改進，在在所述氮化期將乙醇的滴速控制在80ml/min。

作為本發明的更進一步改進，在在所述共滲期，將含硫的有機液體的滴速控制在25ml/min。

作為本發明的優選，所述含硫的有機液體為硫脲乙醇溶液，硫脲∶乙醇＝1∶2。

本發明的優選技術方案是：

一種半真空氣體硫氮共滲方法，依次由下述步驟組成：

真空排氣期：將待加工工件放入氮化爐內，用真空泵將爐內抽至-0.8兆帕的負壓。

升溫期：在真空狀態下將爐溫升至400℃時滴入乙醇，將乙醇的滴速控制在80ml/min，至爐內壓力與外界氣壓平衡，此時打開排氣口。

氮化期：爐壓平衡后繼續滴入乙醇，待爐溫升至550℃通入氨氣進行氮化，將氨分解率控制在35％，持續2小時。

共滲期：停止乙醇的滴注，由滴注器向爐內滴入含硫的有機液體進行硫氮共滲，將滴速控制在25ml/min，同時繼續通入氨氣，并將氨分解率控制在35％，持續2小時。

真空降溫期：共滲期結束后，關閉排氣口，將爐內共滲氣氛抽出在爐內形成-1.2兆帕的負壓，待爐溫降至180℃以下時，取出工件。

本發明的有益效果：

1.設備簡單：普通75KW井式氮化爐經過簡單改造后就可正常使用造價一般不超過8萬元而一臺真空爐需要幾十萬一臺，離子氮化爐需要幾十萬元，鹽浴氮化爐也需要8——9萬元左右。

2.適用范圍廣：可替代目前廣泛使用的鹽浴及離子硫氮共滲。

3.環境污染小：由于在真空狀態下前期和后期對環境不產生任何污染在共滲期產生的有害物質隨排氣口燃燒掉所以對環境也不產生污染。

4.工件變形小：共滲后的工件變形量不大于0.01mm而鹽浴硫氮共滲或離子硫氮共滲后工件變形量在0.02mm以上，而普通的氣體硫氮共滲后工件變形量也在0.01mm以上。

5.共滲后工件性能穩定：經過此方法處理后的工件經東北大學檢驗滲層均勻硬度可達到550-800HV。

6.由于在滲透過程中不受輝光影響，因此滲層比輝光離子滲的滲層更均勻，一致性好。

真空氣體硫氮共滲與普通氣體硫氮共滲相比較其優點是：

1.無氧化：因為共滲全過程在真空狀態和保護氣氛下進行不與氧氣有接觸所以不產生氧化共滲后的工件顏色為灰白色，而普通氣體硫氮共滲在共滲過程中難免與氧接觸共滲后的工件為黑色。