[其他]一種稀土、碳、氮共滲化學(xué)熱處理滲劑

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 87101329
• 申請(qǐng)日: 1987-04-29
• 公開（公告）號(hào): CN87101329A
• 公開（公告）日: 1988-11-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王世清;王成國(guó);王立鐸;劉黎明;喬毅南
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): C23C12/02
• 分類號(hào): C23C12/02
• 代理公司: 山東省高等院校專利事務(wù)所
• 代理人: 耿慶章

本發(fā)明屬金屬表面熱處理，是一種加入稀土有機(jī)金屬化合物的稀土、碳、氮共滲化學(xué)熱處理滲劑。

目前，碳、氮共滲作為一種金屬表面強(qiáng)化工藝，在礦山機(jī)械、化工機(jī)械、紡織機(jī)械、動(dòng)力機(jī)械以及齒輪、軸承、傳動(dòng)軸等耐磨、耐疲勞的零部件生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。但由于該工藝共滲時(shí)間長(zhǎng)，能源消耗較大，而且滲層組織分布不宜控制，使得產(chǎn)品質(zhì)量不夠穩(wěn)定。近年來(lái)，人們利用稀土元素所特有的化學(xué)活性，將稀土加入鋼中，可明顯改善鋼的耐磨性和抗疲勞性能。1985年4月1日哈爾濱工業(yè)大學(xué)研究出“稀土、碳、氮三元共滲，稀土、碳二元共滲化學(xué)滲劑及配方”，并向中國(guó)專利局提出了專利申請(qǐng)，專利申請(qǐng)?zhí)?5100594。該項(xiàng)申請(qǐng)專利的滲劑成份為氯化稀土、甲醇、甲酰銨、尿素和絡(luò)合劑。該滲劑具有滲速快、節(jié)省能源、成本低等優(yōu)點(diǎn)。但由于滲劑中加入的氯化稀土吸水性強(qiáng)，而且比放射性高，滲劑中加入的尿素還易出現(xiàn)結(jié)焦現(xiàn)象，在工藝實(shí)施中容易堵塞滴注設(shè)備，不易于操作。

本發(fā)明的目的在于克服上述稀土、碳、氮共滲的化學(xué)滲劑中存在的缺點(diǎn)，提供一種配制簡(jiǎn)單，滲速快，滲劑性能穩(wěn)定，易于操作的稀土、碳、氮共滲化學(xué)熱處理滲劑。

本發(fā)明的要點(diǎn)在于所提供的稀土、碳、氮共滲化學(xué)熱處理滲劑是由稀土有機(jī)金屬化合物、甲醇、甲酰銨、四氯化碳等成份組成。該滲劑中的稀土有機(jī)金屬化合物為羧酸稀土或環(huán)琓酸稀土。

在金屬表面進(jìn)行稀土、碳、氮共滲的化學(xué)熱處理過(guò)程中，由于稀土具有強(qiáng)烈的化學(xué)活性，它會(huì)加快甲醇、甲酰銨、四氯化碳等滲劑的分解以及活性碳、氮原子被金屬表面吸收和擴(kuò)散等化學(xué)熱處理過(guò)程。稀土與氧有較大的親合力，當(dāng)稀土吸附在金屬表面，就會(huì)奪取金屬表面鈍化膜中的氧，起到了凈化金屬表面和消除鈍化膜的作用，從而有利于使活性碳、氮原子被金屬表面吸收。另一方面，稀土與氧結(jié)合，在金屬表面形成的稀土氧化物為多孔性疏松物質(zhì)，它的比表面積增大，表面的形核幾率增加，使更多的活性碳、氮原子吸附在稀土氧化物上，增大活性碳、氮原子的濃度，使之?dāng)U散進(jìn)入到金屬表面，實(shí)現(xiàn)了稀土、碳、氮共滲。該化學(xué)熱處理滲劑中的甲醇為稀釋劑;甲酰銨提供活性碳、氮原子;稀土有機(jī)金屬化合物（羧酸稀土，或環(huán)琓酸稀土）除提供稀土金屬原子外，還可起到活化、催化作用;四氯化碳為助催劑，同時(shí)有助于稀土有機(jī)金屬化合物的溶解。

該化學(xué)熱處理滲劑的配比為，在500毫升的甲醇中加入20～40毫升羧酸稀土;在1000毫升甲酰銨時(shí)，羧酸稀土為40～80毫升;5～15毫升的四氯化碳中加入10～20毫升的羧酸稀土。在上述滲劑的配制中，也可用環(huán)琓酸稀土代替羧酸稀土。

該化學(xué)熱處理滲劑的配制方法為：（1）將四氯化碳溶于羧酸稀土或環(huán)琓酸稀土。（2）將混合后的四氯化碳與羧酸稀土或環(huán)琓酸稀土溶液溶于甲醇。（3）將甲酰銨溶于上述（2）中。

采用本發(fā)明配制的滲劑對(duì)20鋼，20CrMnTi鋼進(jìn)行稀土、碳、氮共滲，與常規(guī)碳、氮共滲工藝相比，有以下效果：

1、滲速可提高15～25%;

2、鋼表面碳、氮濃度提高;

3、鋼表層碳化物分布均勻，馬氏體針細(xì)小，亞表層內(nèi)殘余奧氏體明顯增多;

4、處理鋼件的硬度提高HRC2～4，接觸疲勞強(qiáng)度提高10～20%。

本發(fā)明加入稀土有機(jī)金屬化合物的稀土、碳、氮共滲化學(xué)熱處理滲劑，具有滲劑配制簡(jiǎn)單，滲劑性能穩(wěn)定，工藝效果顯著，易于操作，勞動(dòng)條件好等優(yōu)點(diǎn)。采用該滲劑可大大提高金屬表面的耐磨性和抗疲勞強(qiáng)度，與碳、氮共滲工藝相比，滲速可提高15～25%，接觸疲勞強(qiáng)度提高10～20%，從而大大節(jié)省了能源，提高產(chǎn)品質(zhì)量，經(jīng)濟(jì)效益顯著。