[發明專利]一種不銹鋼強化熱處理工藝及熱處理滲氮爐

有效

• 申請號: 202010919885.0
• 申請日: 2020-09-04
• 公開（公告）號: CN111962014B
• 公開（公告）日: 2023-04-28
• 發明（設計）人: 周海建;王浩凌
• 申請（專利權）人: 湖南申億五金標準件有限公司
• 主分類號: C23C8/26
• 分類號: C23C8/26;C23C8/80;C21D1/18;C23F17/00
• 代理公司: 長沙鑫澤信知識產權代理事務所(普通合伙) 43247
• 代理人: 尹鋒

本發明公開了一種不銹鋼強化熱處理工藝，通過2010℉、壓力：110KPa；1920℉?1980℉、壓力：110KPa；溫度：750℉；三個階段的環境控制，對不銹鋼進行固溶滲氮、二次淬火、以及回火的處理，能夠使高濃度固溶氮滲層深度大大加深，并避免生成氮化物CrN和Cr2N，大幅度提高工件的耐腐蝕性能，此外，本發明還公開了一種熱處理滲氮爐，通過安裝座與陰極接口分離，蓋合后互相配合的設置，使得取放料過程均可在爐外進行，避免物料的取放過程中，操作員與高溫爐腔接觸，提高了安全性能，使用方便。

技術領域

本發明涉及表面強化處理工藝技術領域，特別是屬于一種不銹鋼強化熱處理工藝及熱處理滲氮爐。

背景技術

不銹鋼材料在工業領域應用較為普遍，其材質特性是硬度低，耐磨性差，易咬合，特別是不銹鋼緊固件在應用中經常出現螺紋擦傷，咬死等現象。為了增強不銹鋼材料的強度，強化其硬度和耐磨性等力學性能，一般的處理方法是對不銹鋼材料進行滲碳及滲氮。但傳統的表面處理技術如滲碳及滲氮工藝在提高不銹鋼硬度的同時，產生了碳化鉻沉淀，降低了不銹鋼的耐腐蝕性能。存在以下工藝弊端：

滲碳溫度在1470℉(800℃)-2100℉(1150℃)時，由于碳化物Cr23C6和Cr7C3的形成，會降低不銹鋼材料的耐腐蝕性。

滲氮溫度在900℉(480℃)-1650℉(900℃)的條件下，由于氮化物CrN和Cr2N的形成，也會使不銹鋼的耐蝕性降低。

因此，本發明提出了一個能夠提高滲氮不銹鋼耐腐蝕性能的工藝熱處理工藝，以提高不銹鋼的應用前景。

發明內容

本發明的目的在于：提供一種能夠提高滲氮熱處理不銹鋼耐腐蝕性的不銹鋼強化熱處理工藝。

本發明采用的技術方案如下：

一種不銹鋼強化熱處理工藝，包括如下步驟：

S1：將不銹鋼置于滲氮爐中；

S2：將滲氮爐內工藝參數調節至溫度：2010℉、壓力：110KPa，對不銹鋼進行固溶滲氮處理；

S3：將滲氮爐內工藝參數調節至溫度：1920℉-1980℉、壓力：110KPa，持續45min-1h，對不銹鋼進行二次淬火處理；

S4：將將滲氮爐內工藝參數調節至溫度：750℉，持續45min-2h，對不銹鋼進行回火處理。

由于恒溫下雙原子氣體在金屬中的溶解度和氣體分壓的平方根成正比，因此，表面氮濃度及氮固溶深度取決于兩個要素：

(1)不銹鋼中合金元素的含量；

(2)氮分壓：表面氮濃度與氮分壓的關系為：NS～√pN2(根號)

滲氮過程在750℉(400℃)-840℉(450℃):形成N-原子聚集/δ-相；

滲碳過程在660℉(350℃)-840℉(450℃):過飽和奧氏體，C-含量2～3％；

在1920℉(1050℃)-2100℉(1150℃):奧氏體具有很高的氮溶解度，形成高濃度的固溶態滲氮層。

因而，本工藝通過對滲氮壓力和溫度的控制，并通過創新的固溶滲氮、二次淬火、回火的三段式處理方法，使高濃度固溶氮滲層深度大大加深，并避免生成氮化物CrN和Cr2N，而降低不銹鋼的耐腐蝕性，提高了不銹鋼的應用場景與使用壽命，適宜推廣使用。

優選的，所述步驟S2過程持續2-4h。2-4小時的固溶滲氮處理，能夠保證滲氮層的厚度，保證不銹鋼表面硬度。