[發明專利]對不銹鋼進排氣門進行鹽浴氮化處理中的鹽浴配方及處理方法

無效

• 申請號: 201010179369.5
• 申請日: 2010-05-18
• 公開（公告）號: CN102251211A
• 公開（公告）日: 2011-11-23
• 發明（設計）人: 李迪準;徐曉翔
• 申請（專利權）人: 上海江凱金屬表面處理技術有限公司
• 主分類號: C23C8/50
• 分類號: C23C8/50
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 胡美強

技術領域

本發明涉及一種不銹鋼進排氣門進行鹽浴氮化處理，尤其涉及該處理中用到的鹽浴配方及處理方法。

背景技術

不銹鋼進排氣門(排氣門材料為4Cr9Si2，進氣門材料為21-4N)中為改善其耐磨性能以及耐腐蝕性能。要求進排氣門表面氮化層厚度20微米以上，表面硬度＞900Hv_0.2；通常采用表面鹽浴氮化工藝，由于氮化后疏松層較厚，一般需在氮化前后進行酸洗處理，氮化后再經氧化處理才易獲得均勻一致的外觀。

現有技術中的鹽浴氮化技術是將CO₃以及CNO^-等成分按一定的配比，經融化后在570℃--580℃將工件置入熔鹽中處理一段時間，使鹽中的CNO^-分解后氮原子滲入基體中形成FeN化合物和一定氮原子濃度的固溶體。為了提高鹽浴活性，常規氮化鹽中CNO濃度一般在35％以上，并加入K₂S以及一定量的Li₂CO₃。但這種方法處理時間長，表面易產生較厚的疏松層組織。這種疏松層會明顯降低氣門的耐磨及耐腐蝕性，并影響其外觀質量。

發明內容

本發明需要解決的技術問題是提供了一種對不銹鋼進排氣門進行鹽浴氮化處理中的鹽浴配方，旨在解決上述的問題。

為了解決上述技術問題，本發明是通過以下技術方案實現的：

本發明由下述成分組成并按重量百分比配比：氰酸鈉(NaCNO)13％-40％，碳酸鈉(Na₂CO₃)8％-20％，碳酸鉀(K₂CO₃)30％-55％，氯化鈉(NaCl)5-20％。

本發明還提供了一種鹽浴氮化處理方法，是通過以下步驟實現的：

脫脂：用堿性磷酸鹽水溶液，經水洗后表面清潔無油污；

預熱：采用井式爐，爐蓋安裝風機使預熱時氣門均勻受熱，溫差控制在±10℃；溫度在250℃-350℃之間；時間在20-30分鐘之間；

氮化：采用鹽浴配方，氮化處理溫度在540℃-610℃之間，處理時間為8-30分鐘；所述的鹽浴配方由下述成分組成并按重量百分比配比：氰酸鈉(NaCNO)13％-40％，碳酸鈉(Na₂CO₃)8％-20％，碳酸鉀(K₂CO₃)30％-55％，氯化鈉(NaCl)5-20％。

冷卻：采用空冷，出爐后空冷至200℃以下水洗。

拋光。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：由于在配方中CNO濃度低(8-25％)以及加入Cl離子，即使在高溫下處理仍能獲得表面無疏松的氮化組織，氮化后經拋光即可獲得光亮的表面；更為重要的是對二種材質焊接的排氣門，經氮化后氣門的公差尺寸與氮化前一致。

具體實施方式

下面結合具體實施方式對本發明作進一步詳細描述：

本發明由下述成分組成并按重量百分比配比：氰酸鈉(NaCNO)13％-40％，碳酸鈉(Na₂CO₃)8％-20％，碳酸鉀(K₂CO₃)30％-55％，氯化鈉(NaCl)5-20％。

實施例1

氰酸鈉(NaCNO)36％，碳酸鈉(Na₂CO₃)15％，碳酸鉀(K₂CO₃)35％，氯化鈉(NaCl)14％。氮化工藝參數為540℃x25min

實施例2

氰酸鈉(NaCNO)25％，碳酸鈉(Na₂CO₃)17％，碳酸鉀(K₂CO₃)38％，氯化鈉(NaCl)20％。氮化工藝參數為610℃x8min

上述組分市場中都有售。

本鹽浴氮化的組分中主要是由氰酸根和碳酸根構成，其反應機理是氰酸鹽與氧反應生成氮和碳酸根，其中氮原子滲入基體中，隨著反應的進行消耗掉的氰酸根可通過加入再生鹽得以補，該配方鹽可以循環使用。

CNO^-+O₂→[C]+[N]+CO₃²-

CO₃^2-+Z(再生鹽)→CNO-

本發明的制備方法如下：