[發(fā)明專利]一種不銹鋼表面耐腐蝕氧氮化強韌層及其制備方法和應用

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010508014.6
• 申請日: 2010-10-15
• 公開（公告）號: CN102443808A
• 公開（公告）日: 2012-05-09
• 發(fā)明（設計）人: 于志明;牛云松;韋冬良;王輝
• 申請（專利權）人: 中國科學院金屬研究所
• 主分類號: C23F17/00
• 分類號: C23F17/00;C23C8/50;C21D1/00;C23C8/42;F16L58/08;F16L58/18
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 張志偉

技術領域：

本發(fā)明涉及材料表面處理技術，具體為一種能夠抑制滲層脆性開裂的具有一定厚度、硬度的不銹鋼表面耐腐蝕氧氮化強韌層及其制備方法和應用，可作為雙密封、雙緊固支撐的雙保險高強度耐壓雙卡套式管接頭中，由不銹鋼制成的后卡套的表面功能性強化層得到應用。

背景技術：

卡套式管接頭是一種便捷、可靠，易于安裝拆卸的中高壓管路的聯接方式。最早由德國ERMETO公司于1930年發(fā)明，經過半個多世紀的發(fā)展，卡套式管接頭已成為世界上最為先進的一種管接頭。由于其獨特的卡套連接原理，結構合理、使用方便，不需要擴口、不需焊接，也不需任何特殊的裝配工具。目前，卡套式管接頭廣泛應用于油、氣及腐蝕性介質的管路系統中，工作壓力高達40MPa。因此，被廣泛應用于化工、機械、電子、電力、航天、軍工、醫(yī)藥、輕工和科研等行業(yè)。

雙卡套式管具有優(yōu)良的品質，優(yōu)美的外觀，優(yōu)秀的“0”泄漏的密封性能。因此，異軍突起，在機械、液壓、空調、航天等領域大展身手，成為一種優(yōu)秀的管路連接方式。雙卡套式管接頭在我國的應用從上世紀80年代引進國外產品開始，已經有20多年的歷史。隨著我國工業(yè)化水平的不斷提高，其應用范圍不斷擴大，需求量不斷增加，同時，其獨特可靠的性能優(yōu)勢正在被社會認識和接受。從上世紀90年代以來，我國國內許多企業(yè)開始仿制生產，但產品性能與國外進口產品相比仍差距很大，很多要求較高的企業(yè)還是要花高價從國外進口，并且需求量很大。

中國發(fā)明專利ZL?200710012807.7提供了一種富Cr離子滲氮層及其制備方法和應用，該發(fā)明利用離子滲氮技術在不銹鋼表面獲得一定厚度、硬度和成分的離子滲層。在離子滲過程中通過調整離子滲功率、氨氣以及氬氣流量的變化，獲得具有良好抑制滲層脆性開裂性能的富Cr滲氮強化層。通過該專利技術處理后的卡套性能已經能夠滿足實際需求，但是該專利技術存在著生產效率相對低，產品質量難以控制的問題。

發(fā)明內容：

本發(fā)明的目的在于提供一種不銹鋼表面耐腐蝕氧氮化強韌層及其制備方法和應用，它是能夠調整不銹鋼表面滲氮層硬度、厚度和組成的復合表處理工藝技術，解決不銹鋼制成的管道連接用后卡套的表面功能性強化和耐腐蝕的問題。

本發(fā)明的技術方案是：

一種不銹鋼表面耐腐蝕氧氮化強韌層，在不銹鋼表面上液體滲氮、等離子熱處理以及液體氧化處理，獲得具有良好抑制滲層脆性開裂的耐腐蝕氧氮化強韌層；所述強韌層的硬度在Hv_0.1400-700范圍內，強韌層的厚度在30-80微米范圍內；所述強韌層包括表面氧化層和滲氮強化層，表面氧化層的厚度為3-6微米。

所述不銹鋼表面耐腐蝕氧氮化強韌層的制備方法，以不銹鋼為基底材料，利用液體滲氮技術首先獲得表面滲氮強化層，接著通過等離子熱處理來改善表面滲氮強化層的韌性，最后經液體氧化處理提高其表面耐腐蝕性能，在不銹鋼表面獲得具有良好抑制滲層脆性開裂的耐腐蝕氧氮化強韌層，具體步驟如下：

(1)除去合金(工件)表面上的油污，在有機溶劑中超聲清洗5-10分鐘；

(2)將洗凈后的工件裝入加熱到570±5℃的液體氮化爐的爐腔內；

(3)到溫后保溫40-60分鐘，由液體氮化爐中取出空冷、水冷或油冷，在70-90℃熱水中將工件清洗干凈并干燥；

(4)將干燥后的工件置入等離子熱處理爐中，將真空室抽真空至1Pa-5Pa，通氬氣使得真空室內壓力至5Pa-10Pa范圍內，給工件加負偏壓由0伏逐漸升至700-800伏進行離子轟擊清洗3-5分鐘(即勻速升壓同時進行離子轟擊清洗，負偏壓升至700-800伏時清洗完畢)；

(5)調整氬氣流量使得真空室內壓力至100Pa-800Pa、給工件加負偏壓由0并逐漸勻速升高至420-650伏，同時通過離子轟擊使得工件溫度逐漸升高到570℃-600℃，保溫50分鐘-80分鐘，隨爐冷卻至200℃以下取出，進行機械拋光；

(6)將機械拋光后的工件在加熱到350℃-400℃的液體氧化爐中保溫10-30分鐘，從液體氧化爐中取出并水洗、干燥，從而在不銹鋼表面獲得具有良好抑制脆性開裂的耐腐蝕氧氮化強韌層。

所述的去除油污是將工件浸入三氯乙烯有機溶液中進行刷洗，超聲清洗是把工件放入三氯乙烯有機溶液中通過超聲波清洗機清洗。

本發(fā)明不銹鋼表面耐腐蝕氧氮化強韌層應用于不銹鋼制成的管道連接用后卡套的表面功能性處理。