[發明專利]一種利用氣體軟氮化提高輸電線路懸垂金具耐磨性的方法

無效

• 申請號: 201310268754.0
• 申請日: 2013-06-28
• 公開（公告）號: CN103320744A
• 公開（公告）日: 2013-09-25
• 發明（設計）人: 楊迎春;何智華;劉榮海;吳章勤;艾川;孫成剛;王進
• 申請（專利權）人: 云南電力試驗研究院(集團)有限公司電力研究院;云南電網公司技術分公司
• 主分類號: C23C8/26
• 分類號: C23C8/26;C21D9/00;C21D1/26;C23F17/00
• 代理公司: 昆明大百科專利事務所 53106
• 代理人: 何健

技術領域

本發明涉及一種利用氣體軟氮化處理提高輸電線路懸垂金具耐磨性的方法，屬于材料表面處理技術領域，具體涉及電力行業輸電線路懸垂金具的表面耐磨處理。

背景技術

45#鋼是輸電線路懸垂金具常用制造材料，由于45#鋼輸電線路懸垂金具表面硬度較低，耐磨性能較差，使用過程中表面容易產生磨損，導致懸垂金具的使用壽命降低，檢修周期縮短，輸電線路使用可靠性下降，運行維護成本升高，影響電網安全穩定運行和可靠供電。

氣體軟氮化是在含有活性氮、碳原子的氣氛中進行低溫氮、碳共滲，共滲介質在軟氮化溫度下發生熱分解反應，產生活性氮、碳原子。活性氮、碳原子被工件表面吸收，通過擴散滲入工件表層，從而獲得以氮為主的氮碳共滲層。通過軟氮化處理，工件抗疲勞強度、耐磨性和耐腐蝕性能顯著的提高，氮化層硬度提高并具有一定韌性。

采用氣體軟氮化處理這一工藝簡單的表面處理技術對輸電線路懸垂金具進行表面處理，在行業內鮮有采用。經研究表明，氣體軟氮化處理能有效增加輸電線路懸垂金具的使用壽命，延長檢修周期降低維護成本，提升輸電線路懸垂金具的使用可靠性。

發明內容

本發明的目的是提供一種45#鋼輸電線路懸垂金具表面軟氮化處理方法，旨在解決輸電線路懸垂金具耐磨性差的問題。

為解決上述技術問題，本發明是通過以下步驟實現：

一種利用氣體軟氮化提高輸電線路懸垂金具耐磨性的方法，本發明工藝步驟為：（1）將45#鋼輸電線路懸垂金具進行退火處理：加熱溫度400℃-720℃之間，加熱速度150℃-200℃/h之間，保溫時間根據工件厚度來確定，位于1h/20mm-1h/15mm之間，冷卻速度控制在100℃-200℃之間；氨氣和甲醇的質量比位于之間；（2）將金具放入密封箱式氮化爐，并放入氨氣和甲醇；（3）軟氮化處理：包括為勻速升溫、保溫和冷卻三過程，勻速升溫速率在200℃/h-300℃/h之間，保溫溫度520℃-620℃，保溫時間3-5小時，冷卻速率100℃/h-200℃/h。

所述45#鋼懸垂金具是可用于輸電線路的懸垂金具。

本發明與現有技術相比，具有下列優點和效果：采用上述方案，在45#鋼輸電線路懸垂金具表面形成硬化滲氮層，滲氮層組織均勻明顯，表面硬度可達到400HV以上，其摩擦系數比金具基體材料45#鋼的小，金具表面耐磨性提高，耐沖擊性能提升。該工藝簡單，可以有效的提高輸電線路懸垂金具的表面硬度和耐磨性，保證金具使用的可靠性，延長使用壽命。

下面結合附圖及具體實施方式對本發明做進一步解釋。

附圖說明

圖1為本發明軟氮化處理工藝示意圖。

具體實施方式

結合具體實施方式對本發明作進一步說明：

一種利用氣體軟氮化提高輸電線路懸垂金具耐磨性的方法，本發明工藝步驟為：（1）將45#鋼輸電線路懸垂金具進行退火處理：加熱溫度400℃-720℃之間，加熱速度150℃-200℃/h之間，保溫時間根據工件厚度來確定，位于1h/20mm-1h/15mm之間，冷卻速度控制在100℃-200℃之間；氨氣和甲醇的質量比位于之間；（2）將金具放入密封箱式氮化爐，并放入氨氣和甲醇；（3）軟氮化處理：包括為勻速升溫、保溫和冷卻三過程，勻速升溫速率在200℃/h-300℃/h之間，保溫溫度520℃-620℃，保溫時間3-5小時，冷卻速率100℃/h-200℃/h。

軟氮化處理工藝見附圖1。

本發明原理：向箱式氮化爐中通入氨氣(NH₃)和甲醇(CH₃OH)，在520°C-620°C下，發生如下反應：

2NH₃→2[N]+3H₂

CH₃OH→CO+2H₂

CO+H₂→H₂O+[C]

在此溫度下，45#鋼輸電線路金具表面軟氮化過程將分為三部分：

分解過程，NH₃和CH₃OH分解成原子態的[N]和[C]；

吸附過程，[N]和[C]被鐵晶格捕獲并滲入鋼中；

擴散過程，滲入的[N]和[C]在鋼基體產生濃度梯度差，逐漸向基體內層擴散，達所需滲入度。

實施案例1

本發明是通過以下步驟實現的：

將退火處理的45#鋼輸電線路懸垂金具放入密封的箱式氮化爐；