[實用新型]一種奧氏體不銹鋼海洋環境耐腐蝕的表面改性的共滲設備

有效

• 申請號: 201721568030.8
• 申請日: 2017-11-22
• 公開（公告）號: CN207760412U
• 公開（公告）日: 2018-08-24
• 發明（設計）人: 李楊;朱宜杰;邱劍勛;張磊;葉倩文
• 申請（專利權）人: 煙臺大學
• 主分類號: C23C8/38
• 分類號: C23C8/38
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 馬國冉

本實用新型公開一種奧氏體不銹鋼海洋環境耐腐蝕的表面改性的共滲設備，所述共滲設備包括脈沖離子滲氮爐和輔助陰極裝置，所述脈沖離子滲氮爐內設置有金屬板，所述輔助陰極裝置蓋設在所述金屬板外側，所述金屬板的表面用于放置待處理材料，所述輔助陰極裝置與電源陰極連接。本實用新型在能夠提高奧氏體不銹鋼海洋環境腐蝕的表面改性時的氮氧共滲效率。

技術領域

本實用新型涉及金屬表面技術領域，具體涉及一種奧氏體不銹鋼海洋環境耐腐蝕的表面改性的共滲設備。

背景技術

奧氏體不銹鋼由于表面存在致密的鈍化膜層，在氧化性介質具有優異的耐腐蝕性能。但奧氏體不銹鋼也存在晶間腐蝕和點蝕兩種主要腐蝕方式。而點蝕則是一種典型的局部腐蝕，廣泛存在于鋼鐵中，特別是在某些介質(Cl^-離子)條件下，局部腐蝕(點蝕，晶間腐蝕)是主要的腐蝕形式。奧氏體不銹鋼的點蝕主要在含氯離子的介質中發生，氯離子也可同酸或其它鹽類一起產生作用。一般來說，氯離子含量越高越易引起點蝕，主要原因是材料的鈍化膜對氯離子敏感。當有氧或酸存在時，金屬更易發生點蝕。

現有技術中，離子滲氮技術處理AISI 304奧氏體不銹鋼形成了納米改性層和氮化相，低溫時，氮化物析出被完全抑制，獲得了單一相的氮氧化合物層。XRD表明原始奧氏體基體衍射峰向低角度偏移，形成新的較寬的衍射峰。在ASTM卡片中無法找到該相，故把此新相稱之為S相。S相的發現使得同時提高不銹鋼耐蝕性和硬度成為可能。

隨后，通過實施氮化前的預氧化工藝，可以在表面形成保護性氧化物層，從而提高不銹鋼的耐腐蝕性。預氧化和氮化的連續實施導致在鋼表面產生氧化物和離散的Cr氮化顆粒。在后氧化過程中，控制氧化以避免赤鐵礦(Fe₂O₃) 的形成是非常重要的，同時增強了具有高耐腐蝕性的純磁鐵礦(Fe₃O₄)的形成。通過氮化物和氧化物可以有效地提高金屬材料的耐腐蝕性。

然而，關于氮氧共滲改性層的微觀形態分析和氯化物環境中改性層對不銹鋼的耐腐蝕性的影響研究很少。有人對奧氏體不銹鋼進行先氮化后通入適量空氣的氮氧共滲工藝研究中發現樣品硬度和耐磨性都有提高但沒有有關耐腐蝕性的研究；還有人對45鋼進行了先氮化后氮氧共滲的處理，僅研究了空氣對氮化的動力學影響(催化現象)；另外有人人對12Cr1MoV管道鋼先預氧化后氮化的研究，發現在鹽霧環境中，其抗腐蝕性能提高，但表面形成氧化物疏松，導致表面硬度過低。

在研究一種抗腐蝕性強、表面硬度高的奧氏體不銹鋼海洋環境耐腐蝕的表面改性方法的同時，需要提供一種相應的使用設備，同時能夠提高氮氧共滲效率。

實用新型內容

有鑒于此，本實用新型實施例提供一種奧氏體不銹鋼海洋環境耐腐蝕的表面改性共滲設備，解決的技術問題是：如何提高奧氏體不銹鋼海洋環境耐腐蝕的表面改性時的氮氧共滲效率。

問題的解決方案：提供了一種奧氏體不銹鋼海洋環境耐腐蝕的表面改性方法的共滲設備，所述共滲設備包括脈沖離子滲氮爐和輔助陰極裝置，所述脈沖離子滲氮爐內設置有金屬板，所述輔助陰極裝置蓋設在所述金屬板外側，所述金屬板的表面用于放置待處理材料，所述輔助陰極裝置與電源陰極連接。

進一步的，所述輔助陰極裝置包括柱形筒和平面蓋，所述平面蓋蓋設在所述柱形筒的上端，所述輔助陰極裝置的機構為金屬網材料。

進一步的，所述金屬網材料為AISI 1020鋼。

進一步的，所述脈沖離子滲氮爐的底壁內側與金屬板之間設有絕緣隔離塊。

進一步的，所述脈沖離子滲氮爐的側壁上設有進氣孔，所述脈沖離子滲氮爐的底壁設有出氣孔。

進一步的，所述共滲設備還包括脈沖電源、配氣系統、檢測系統以及控制系統，所述脈沖電源、配氣系統以及檢測系統與所述控制系統電連接。