[發明專利]用于制造用于氮化爐的蒸餾甑的方法以及蒸餾甑

在審

• 申請號: 201580044193.3
• 申請日: 2015-08-14
• 公開（公告）號: CN107075656A
• 公開（公告）日: 2017-08-18
• 發明（設計）人: H-P.蘭克斯;P.哈澤;D.米勒
• 申請（專利權）人: 益發施邁茨有限公司
• 主分類號: C23C8/24
• 分類號: C23C8/24;C23C8/30;C25F3/24;C23G1/08
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 段菊蘭,萬雪松

本發明涉及一種用于制造用于氮化爐的蒸餾甑(Retorte)的方法，在其中金屬工件在預定的氣氛中進行熱處理，其中蒸餾甑由不銹鋼制成。本發明還包含一種用于氮化爐的蒸餾甑。最后，本發明包括一種氮化爐。

金屬工件可以在預定的氣氛中以多種方式進行熱處理。通常已知的方法是對由鋼制成的工件進行氮化。這是一種用于鋼的表面硬化的方法，其中來自含氮氣氛的氮富集在鋼部件的表面中。氮化是鋼的表面硬化的方法。氮碳共滲(Nitrocarburieren)是氮化和滲碳的組合。

氮化-和氮碳共滲方法在氮化爐的可抽成真空的蒸餾甑中進行。蒸餾甑由不銹鋼或由不銹鋼構成。對于在500℃和580℃之間的氮化-和氮碳共滲方法，使用氣態介質，確切地說主要是氮氣（N₂）、二氧化碳（CO₂）、氫或H₂、吸熱型氣體、烴（C_xH_y）和氨（NH₃）。氨在該方法中必須作為氮供體(Stickstoffspender)存在。

為了將氮引入到鋼部件或由鋼制成的工件的表面中，氮必須以原子形式存在。由于鍵的高穩定性，作為分子的氮不再可用于該方法。

在該方法中在給定的溫度-和壓力條件下通過加入氣態氨來產生原子氮。

氨根據以下反應表現：

NH₃ → [N] + 3/2 H₂

或

2 NH₃ → N₂ + 3 H₂

其中僅在第一種情況下的原子氮即[N]可用于擴散傳輸到鋼部件中。在此氨在鋼部件或工件的表面上部分裂解，由此產生的原子氮沉積在工件中并形成硬化層。在氮化過程中釋放的氫與未裂解的氨一起離開爐子并且通常被處理。若不可避免的再組合成N₂已經進行完全，則氮化過程結束。

所供給的氨應優選直接在鋼部件上分解，以便在那里提供足夠量的原子氮，即高氮化勢能。所謂的氮化特征參數K_N實現該氮化勢能的量化。這被定義為

其中p是分壓。除了溫度-和壓力條件之外，離解反應也受催化影響。這種受催化影響的氨的離解是不期望的，但是其原則上發生在反應空間內的所有金屬和活性表面上。在甑式爐設備中，這些主要是蒸餾甑的內表面，但也是用于工件的支承裝置的表面。不銹鋼1.4841（X15CrNiSi25-21）或不銹鋼1.4828通常用于蒸餾甑。由于該不銹鋼的組分的高鎳含量，存在氨的過早裂解的明顯傾向。為此，必須供給相對大量的氨以設定特定的氮化勢能。此外，由于氮化過程，這種材料不可避免地氮化，這導致非期望的表面粗糙度的增加和關于使用壽命的缺點。

因此，本發明的目的在于，開發一種用于制造蒸餾甑的方法，以避免上述缺點，特別是避免在氮化過程中的氮化。此外，本發明的目的在于，提供一種改進的蒸餾甑和具有改進的蒸餾甑的氮化爐，該改進的蒸餾甑特別具有高的抗氮化性。

根據本發明，該目的通過根據權利要求1的方法實現。至少蒸餾甑的在氮化爐的運行狀態中與預定的氣氛接觸的表面用酸洗劑酸洗。特別地蒸餾甑的內表面或內壁與預定的氣氛接觸。預定的氣氛特別是含氮的氣氛。

本發明基于這樣的認識，即如果在氮化爐的運行狀態中與預定的氣氛接觸的金屬表面，特別是在蒸餾甑內部的表面具有盡可能高的鈍性，則非期望的反應可以最小化。用酸洗劑處理的蒸餾甑的表面僅具有低的催化活性。由此用較低氨量在蒸餾甑中的氮化期間建立高的氮化勢能將是可行的。所述酸洗劑優選包含硝酸和氫氟酸，特別是硝酸和氫氟酸的混合物。

優選地，在酸洗之后，用電鍍浴中的電解質來拋光表面。這導致表面粗糙度的減小，即總體上導致小的總表面。因此作為離解的前級的氨在表面上的吸附減少。還有利的是更高的抗腐蝕性。由此延長了蒸餾甑的總使用壽命。經電解拋光的表面特別是蒸餾甑的內表面。根據本發明，所述電解質包含磷酸和硫酸。優選地，電解拋光在由磷酸和硫酸組成的電鍍浴中進行。優選地，經拋光的表面用硝酸鈍化。

在本發明的范圍內，圓柱形的蒸餾甑由焊接的板坯件制成。優選地，蒸餾甑同心地包括用于在熱處理期間接收工件的導筒。