[發明專利]一種提高不銹鋼材料性能的改性方法

在審

• 申請號: 201911407400.3
• 申請日: 2019-12-31
• 公開（公告）號: CN111254381A
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發明（設計）人: 尤迎軍
• 申請（專利權）人: 江蘇拓展新材料科技有限公司
• 主分類號: C23C8/02
• 分類號: C23C8/02;C23C8/58;C23C18/36
• 代理公司: 北京中政聯科專利代理事務所(普通合伙) 11489
• 代理人: 楊德智

本發明一種提高不銹鋼材料性能的改性方法，處理工藝簡單、有效，對不銹鋼材料的表面進行氮化氧化處理，在工件表面形成足夠深度的致密的化合物層和相應深度的擴散層，大幅度提高金屬表面耐磨性、耐蝕性及耐疲勞性能；在工件表面形成黑色的氧化膜，增加工件的防銹能力，并且還有美化工件外觀的作用，且可使化合物層氧化，增加化合物層中的含氧量，使其鈍化，大幅度提高耐蝕性，從而降低能耗，延長產品的使用壽命；工藝簡單、成本低，可以大量替代高頻淬火、滲碳淬火、鍍硬鉻和離子滲氮等處理技術。

技術領域

本發明涉及不銹鋼材料技術領域，具體涉及一種提高不銹鋼材料性能的 改性方法。

背景技術

目前，常用對不銹鋼材料的表面處理方法有高頻淬火、滲碳淬火、鍍硬 鉻和離子滲氮，以及利用鍍鉻、鍍鎳、鍍鋅、磷化等技術來抗腐蝕，成本高， 耐磨、耐腐蝕和疲勞強度的效果不明顯，普通QPQ技術在應用方面有很大的 局限性，其原因就是化合物層深度太淺，不能承受重負荷，不能承受高速負 荷，不能承受較大的磨損，如果把化合物層深度成倍的提高，滲層的耐磨性 也會得到相應的提高。眾所周知，不銹鋼具有良好的耐蝕性，是廣泛應用于 化工、石油等工業系統的一種通用流體機械，其主要過流部件如泵體、葉輪 及泵蓋等均采用不銹鋼材料鑄造而成。由于使用溫度、介質及環境的不同離 心泵派生出多種產品系列。但不銹鋼硬度及表面強度較低，耐磨性差，其離 心泵的應用工況多種多樣，特別是在具有高速氣體(包括具有腐蝕性的氣體和 非腐蝕性氣體)且夾雜一定量的粉塵顆粒等惡劣工況下，不銹鋼表面長時間在 此惡劣工況下應用不僅工作效率低而且使用壽命短。鑒于以上缺陷，實有必 要設計一種提高不銹鋼材料性能的改性方法。

發明內容

本發明的目的在于提供一種提高不銹鋼材料性能的改性方法，以解決上 述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種提高不銹鋼材料性能 的改性方法，包括以下步驟：

(1)對試件進行前處理，將試件置于30℃的澄清石灰水中，試件與澄清 石灰水的用量比以質量比計為1:3，并將其采用攪拌速度為150r/min攪拌處 理1-3h，再將其置于超聲波處理器中超聲處理20-30s；

(2)將步驟(1)處理過的工件置于溫度為70℃的10％(wt.％)氫氧化 鈉溶液中15分鐘除油，然后用90℃水沖洗，去除殘留堿液，再用冷水沖洗；

(3)將步驟(2)處理過的工件置于室溫下的9ml/l氫氟酸和14ml/l硝 酸混合溶液中浸泡2分鐘除銹，再將試件置于30℃的清水中，并且將其采用 攪拌速度為150-300r/min攪拌處理20-30min，再將其置于超聲波處理器中超 聲處理10-30s；

(4)將氮化鹽控制500℃-600℃在進行熔融，在500℃-600℃的空氣爐 運行1h后將步驟(3)處理過的工件投入，氮化時間為2-2.5h；

(5)將氧化鹽控制在180℃進行熔融，在300-350℃的空氣爐中運行1h 后將步驟(4)處理的工件投入，氧化時間為0.5-1h；

(6)將經過步驟(5)處理的工件進行自然冷卻，再投入冷水槽進行清 洗處理；

(7)將經過步驟(6)處理的工件投入熱水槽進行清洗并烘干；

(8)將經過步驟(7)處理的工件置于鍍液內，鍍液成分為硫酸鎳， 23-28g/L；次亞磷酸鈉，24-29g/L；乳酸，8-10g/L；丙酸，4-5g/L；醋酸鈉， 18-20g/L；乙酸鉛，1-2mg/L，于溫度為80-100℃，PH為4.5-5.0，鍍速為 12μm/h進行鍍膜；

(9)在溫度200℃進行退火去氫及消應力處理，然后根據不同性能要求 進行熱處理，所選溫度范圍為300℃-400℃,使鎳-磷膜的硬度值范圍在550HV 到1100HV之間。