[發(fā)明專利]一種高鎳合金表面離子滲氮的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010151787.3
• 申請日: 2010-04-20
• 公開（公告）號(hào): CN101812660A
• 公開（公告）日: 2010-08-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 酈劍;羅來馬;陳海波
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué);杭州等離子裝備工程有限公司
• 主分類號(hào): C23C8/36
• 分類號(hào): C23C8/36
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 周烽

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種高鎳合金表面耐磨耐腐蝕表面強(qiáng)化技術(shù)，特別地，涉及一種采用程控電脈沖型多功能離子轟擊爐在高鎳合金表面獲得滲氮層的方法。

背景技術(shù)

為滿足化工、精密儀器儀表工業(yè)、原子能技術(shù)、現(xiàn)代航空的遙控遙測技術(shù)、無線電技術(shù)等需求，對彈性合金性能要求日趨提高。3J1(Ni36CrTiAl)合金具有弱磁性，耐腐蝕，在200℃以下有良好的彈性等優(yōu)點(diǎn)，并且，經(jīng)固溶處理后具有良好的塑性，可沖壓、拉伸、輾壓、彎曲成形狀復(fù)雜的元件，廣泛地應(yīng)用于機(jī)械、電子、航空及儀器儀表等領(lǐng)域，但對于薄帶件其強(qiáng)度與硬度偏低，影響使用壽命，因此對其表面強(qiáng)化處理具有十分重要的意義。

彈性合金的強(qiáng)化作用，相當(dāng)部分的合金是由不同熱處理工藝或不同的時(shí)效強(qiáng)化工藝等手段來實(shí)現(xiàn)的。例如，對3J1合金不同熱處理工藝研究結(jié)果表明，其最大硬度值硬度一般不超過HV_0.1460，對于一些要求較高的元件，仍然不能滿足服役壽命要求。由于3J1合金中富含鎳而影響了氮原子的間隙固溶度，使其滲氮速率較低，極大地影響了滲氮工藝在該材料上的應(yīng)用，因而按照常規(guī)滲氮鋼材或奧氏體不銹鋼的滲氮工藝直接對3J1合金材料制造的零件表面進(jìn)行滲氮處理，其表面根本無法獲得質(zhì)量穩(wěn)定的、性能良好的滲氮層。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種高鎳合金表面離子滲氮的方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

適用的處理對象：符合冶金行業(yè)YB/T5256-1993的3J1和3J53彈性元件用合金。

采用的涂層設(shè)備：程控電脈沖型多功能離子轟擊爐(實(shí)用新型專利號(hào)：ZL022?51500.3)。

涂層過程：涂層前進(jìn)行表面清洗，去除基材表面的氧化皮和油脂等污穢；把預(yù)處理好的工件放入專用料筐→用電動(dòng)旋升啟閉蓋裝置啟開負(fù)載蓋頭→用機(jī)械手系統(tǒng)把工件和料筐運(yùn)動(dòng)至爐內(nèi)→用電動(dòng)啟閉蓋裝置閉蓋→離子加熱過程，處理溫度范圍為400～600℃；轟擊爐壓保持在20～200Pa，涂層時(shí)間為4～6小時(shí)；離子轟擊處理所用氣源材料為工業(yè)液氨和石油烴；涂層完畢后，電動(dòng)啟蓋和機(jī)械手系統(tǒng)運(yùn)作快速抓出轟擊爐內(nèi)高溫工件與工裝，空冷或油冷，獲得滲氮層。

本發(fā)明的有益效果是：應(yīng)用本發(fā)明的方法，可在高鎳合金表面獲得滲氮層，外觀色澤灰色；滲層厚度為50～60μm；X射線衍射結(jié)果表明，滲層含有FeNiN化合物；滲層和基體結(jié)合良好，無空隙、疏松、析出相發(fā)現(xiàn)；滲層硬度為HV_0.1900～950，脆性等級(jí)為一級(jí)，具有良好的耐磨性和耐大氣腐蝕性能。同時(shí)該工藝的實(shí)施操作方便、易控制、工件變形小、減少摩擦系數(shù)、表面光滑美觀，滲氮層質(zhì)量穩(wěn)定、成本低、無廢氣排放、環(huán)境整潔衛(wèi)生等。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例3J1高鎳合金表面離子滲氮層截面金相圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例3J1高鎳合金表面離子滲氮層X射線衍射譜。

具體實(shí)施方式

下面根據(jù)附圖和實(shí)施例詳細(xì)說明本發(fā)明，本發(fā)明的目的和效果將變得更加明顯。

本發(fā)明的高鎳合金表面離子滲氮的方法，包括以下步驟：

1、處理前清洗工件表面，去除基材表面的氧化皮和油脂等污穢。目的是有利于滲氮過程順利進(jìn)行，提高滲氮效率。

2、采用涂層設(shè)備為程控電脈沖型多功能離子轟擊爐(實(shí)用新型專利專利號(hào)：ZL02251500.3)，把預(yù)處理好的工件放入料筐，用電動(dòng)旋升啟閉蓋裝置啟開負(fù)載蓋頭，用機(jī)械手系統(tǒng)把工件和料筐運(yùn)動(dòng)至爐內(nèi)，用電動(dòng)啟閉蓋裝置閉蓋，離子加熱過程，處理溫度范圍為400～600℃；轟擊爐壓保持在20～200Pa，滲氮時(shí)間為4～6小時(shí)；離子轟擊處理所用氣源材料為工業(yè)液氨和石油烴。多次試驗(yàn)證明，上述處理工藝所獲得的滲層深度、硬度值最佳，氮層質(zhì)量最為穩(wěn)定。

3、處理完畢后，電動(dòng)啟蓋和機(jī)械手系統(tǒng)運(yùn)作快速抓出轟擊爐內(nèi)高溫工件與工裝，空冷或油冷，獲得高鎳合金表面滲氮層。

實(shí)施例1：

采用涂層設(shè)備為程控電脈沖型多功能離子轟擊爐(實(shí)用新型專利專利號(hào)：ZL?02251500.3)

1、涂層基體材料為符合冶金行業(yè)YB/T5256-1993的3J1彈性元件用合金；

2、涂層前進(jìn)行表面清洗，去除基材表面的氧化皮和油脂等污穢；

3、把預(yù)處理好的工件放入料筐→用電動(dòng)旋升啟閉蓋裝置啟開負(fù)載蓋頭→用機(jī)械手系統(tǒng)把工件和料筐運(yùn)動(dòng)至爐內(nèi)→用電動(dòng)啟閉蓋裝置閉蓋→離子加熱過程，處理溫度范圍為400～550℃；

4、轟擊爐壓保持在20～150Pa，涂層時(shí)間為4～5小時(shí)；

5、離子轟擊處理所用氣源材料為工業(yè)液氨和石油烴；