一种铸铁件表面的qpq氮化共渗防腐新工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于金属元件制造加工业技术领域，具体涉及一种铸铁件表面的QPQ氮化共渗防腐新工艺。
【背景技术】
[0002]QPQ(Quench-Polish-Quench,淬火-抛光-淬火)技术的实质是低温盐浴渗氮+盐浴氧化或低温盐浴氮碳共渗+盐浴氧化，它是一种金属零件表面改性技术，具有高抗蚀、高耐磨、微变形的优点。经QPQ技术处理的工件表面为Fe304氧化膜，其抗蚀性远高于镀铬、镀镍等表面防护技术的水平，中碳钢经QPQ处理后在很多领域可以代替不锈钢。同时，QPQ工艺可以代替发黑、磷化和镀镍等传统防腐蚀工艺。目前，QPQ技术所具有的高抗蚀性引起了有关行业，尤其是石油、化工等腐蚀问题较为严重的行业的极大关注。
[0003]铸铁件因其良好的耐磨、消震性能，在机械行业应用很广泛。铸件由于制造工艺的特殊性，铸件表面容易锈蚀，生锈后很难处理，如不引起重视，不但工件的防锈蚀能力较差，装饰性也不好，对此很多企业对铸件提出了较高的耐蚀性要求。但其防锈处理方法一般只有发黑(发蓝)、磷化或涂抹防锈油等工艺方法，防锈期都很短，严重影响使用功能。
[0004]目前公知的QPQ氮化盐由C0(NH2)2、Na2C03、K2C03、K0H组成，适用温度一般在520°C_600°C之间，超出该氮化温度区间就会出现为氮化效果极差或氮化盐不稳定，氮化后得到的化合物层深度普遍在20μπι以下，如目前市场上在销售的某些氮化盐就是如此。
[0005]201110184878.1，名称为“一种用于不锈钢低温盐浴渗氮的氮化盐”的发明专利，公开了一种用于奥氏体不锈钢低温盐浴渗氮的氮化盐，按重量百分比由如下成分组成:KCN01%~55%，NaCN01%~55%，K2CO3 5%~ 15%，Na2C033%~15% ,Li2C033%~15%，NaCl 5%?15%，KCl 5%~15%, Na2SO40.1%?2%。但是，该配方中CNO—含量过高，对环境污染大，且不安全。
【发明内容】
[0006]为了解决上述技术问题，本发明提供了一种铸铁件表面的QPQ氮化共渗防腐新工艺。在常规QPQ盐浴处理工艺的基础上增加了一道机械抛光工序，可起到整平第一次盐浴处理反应层的作用，提高表面组织的均匀性，为提高第二道盐浴处理反应层的均匀性打下良好基础。
[0007]为实现上述发明目的，本发明采用如下的技术方案:
一种铸铁件表面的QPQ氮化共渗防腐新工艺，其特征在于:工艺步骤如下:
1)清洗
在水基清洗剂的作用下，以100?150 A/dm2的电流密度电解清洗0.05-0.1s；
2)预热
在350-390°C的温度下，在空气炉中对工件加热30-60min;
3)氮碳共渗
将预热后的工件置于420-460°C的盐浴中，处理150-180min; 4)清洗
空气下冷却至小于150°C，热水清洗残盐，清水漂洗，抛光；
5)二次预热
在350-390°C的温度下，在空气炉中对工件加热30-60min;
6)二次氮碳共渗
将预热后的工件置于420-460°C的盐浴中，处理90min;
7)氧化和抛光
将氧化后的工件用清水漂洗，抛光；
所述的氮化盐按质量计，配方组成为:尿素30-50%、Na2C03 4-8%,K2CO3 6-10%,Li2CO35-10%、KCN0 12-25%、NaCN0 8_15%、NaCl 5_8%、Na2S 4_8%、K2S 6_10%、Li0H 2-5%0
[0008]优选地，所述的氮化盐按质量计，配方组成为:尿素30_40%、Na2C03 4-5%,K2CO3 6-7%^Li2CO3 8-10%^KCNO 15-20%^NaCNO 8_10%、NaCl 5_6%、Na2S 4-5%^K2S 6-8%^L1H 2-
3% ο
[0009]本发明所述的盐浴需要连续通入压缩空气，通气量为400?450L/h，使盐浴适度翻腾。
[0010]优选地，所述的盐要缓慢分批加入，一次性加入量过多会因反应剧烈而溢盐。
[0011]本发明所述的氧化是指在380-420°C，于氧化盐的作用下氧化15min，彻底分解工件从渗氮炉带出来的氰根，消除公害；同时在工件表面形成黑色氧化膜，增加防腐能力，对提高耐磨性也有一定好处。
[0012]本发明所述的电解清洗的温度为70_90°C，极板间距为20mm。
[0013]本发明的有益效果在于:
1、本发明采用新型氮化盐，不仅能在420_460°C的较低温度状态下保持一定的氮势，在较高的温度下稳定，还可有效提高处理层的厚度，提高工件的抗腐蚀性能。
[0014]2、本发明工艺在常规QPQ盐浴处理工艺的基础上增加了一道机械抛光工序，可起到整平第一次盐浴处理反应层的作用，提高表面组织的均匀性，为提高第二道盐浴处理反应层的均匀性打下良好基础。经过第二次氮碳共渗，提高处理层的厚度，进一步提高工件的抗腐蚀性能。
【具体实施方式】
[0015]下面结合【具体实施方式】对本发明的实质性内容作进一步详细的描述。
[0016]实施例1
一种铸铁件表面的QPQ氮化共渗防腐新工艺，工艺步骤如下:
1)清洗
在水基清洗剂的作用下，以100A/dm2的电流密度电解清洗0.05s;
2)预热
在350°C的温度下，在空气炉中对工件加热60min;
3)氮碳共渗
将预热后的工件置于420°C的盐浴中，处理ISOmin;
4)清洗空气下冷却至小于150°C，热水清洗残盐，清水漂洗，抛光；
5)二次预热
在350°C的温度下，在空气炉中对工件加热60min;
6)二次氮碳共渗
将预热后的工件置于420°C的盐浴中，处理90min;
7)氧化和抛光
将氧化后的工件用清水漂洗，抛光；
所述的氮化盐按质量计，配方组成为:尿素30%、Na2C03 4%,K2CO3 6%,Li2CO3 5%,KCNOI2%^NaCNO 8%、NaCl 5%、Na2S 4%、K2S 6%、Li0H 2%；
实施例2
一种铸铁件表面的QPQ氮化共渗防腐新工艺，工艺步骤如下:
1)清洗
在水基清洗剂的作用下，以150 A/dm2的电流密度电解清洗0.1s；
2)预热
在390°C的温度下，在空气炉中对工件加热30min;
3)氮碳共渗
将预热后的工件置于460°C的盐浴中，处理150min;
4)清洗
空气下冷却至小于150°C，热水清洗残盐，清水漂洗，抛光；
5)二次预热
在390°C的温度下，在空气炉中对工件加热60min;
6)二次氮碳共渗
将预热后的工件置于460°C的盐浴中，处理90min;
7)氧化和抛光
将氧化后的工件用清水漂洗，抛光；
所述的氮化盐按质量计，配方组成为:尿素50%、Na2C03 8%,K2CO3 10%,Li2CO3 10%,KCNO25%、NaCN0 15%、NaCl 8%、Na2S 8%、K2S 10%、Li0H 5%；
实施例3
一种铸铁件表面的QPQ氮化共渗防腐新工艺，工艺步骤如下:
1)清洗
在水基清洗剂的作用下，以120A/dm2的电流密度电解清洗0.06s；
2)预热
在360°C的温度下，在空气炉中对工件加热40min;
3)氮碳共渗
将预热后的工件置于430°C的盐浴中，处理155min;
4)清洗
空气下冷却至小于150°C，热水清洗残盐，清水漂洗，抛光；
5)二次预热<