专利名称：固体稀土渗氮催渗剂的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种固体稀土渗氮催渗剂。
背景技术：
渗氮是一种常用的金属工件表层化学热处理方法，在一定温度下将活性氮原子渗入到金属工件表层形成化合物层，改变金属工件表层相结构，从而改善金属工件表层机械性能、抗腐蚀性能、获得良好的耐磨性，抗疲劳性。但在常规的气体渗氮工艺中存在着时间长、功效低、耗电大、废气排放多等难题和缺陷。许多热处理专业人士都在努力寻求新方法， 以克服在渗氮过程中存在的弊病。哈尔滨工业大学新发明《稀土在气体渗氮及碳氮共渗工艺中的应用方法》专利号97114434. 6得到业内人士公认，当渗氮过程中含有稀土元素时，能加速介质分解，有利于气相活化，稀土元素沉积在金属表面，能进入工件表层，使周围点阵产生严重畸变，有利于氮原子吸附和扩散，使化学热处理过程明显加快。但现在市场上还没有渗氮用的稀土催渗剂，因而传统渗氮工艺存在时间长、功效低、耗电大等缺陷没有得到彻底改善。
发明内容
本发明的目的在于克服渗氮工艺中存在的弊病，提供一种渗氮时间短、功效高、耗电低、废气排放少并能改善工件表面性能的渗氮用稀土催渗剂。为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是固体稀土渗氮催渗剂，它由下述成分按重量百分比均勻混合组成氯化稀土 50-90%，氯化铵5-30%和尿素5-20% ο该稀土催渗剂为膏状固体，装在用蜡密封带有塑料贴膜的纸盒中，使用时再放入铁罐中随被渗氮工件一起装入气体氮化炉中。本发明固体稀土渗氮催渗剂的优点为1、本发明的渗氮用稀土催渗剂制备简单、使用便捷、生产成本低。2、提高渗氮速度在渗氮条件下的α相狗中稀土原子可渗入钢的表层，使结构钢表层缺陷增殖。提高活性氮原子[N]的渗入系数β和扩散系数D，提高了 N、C渗入速度，对于常见的合金结构钢如38CrMoAL钢，可提高渗氮速度35-50 %，对于42CrMo钢可提高渗氮速度50-60 %。3、由于稀土原子的渗入，提高渗氮工件表面硬度。改变氮化物形成状态，使在常规氮化中一般所形成片状氮化物转变为准球状氮化物，并弥散分布，内应力较小，脆性明显改善，从而大大提高了金属工件氮化表层的硬度和韧性，一般常见的合金结构钢采用稀土渗氮后可提高硬度HV50-150单位。4、可以节电40%左右。5、可以缩短生产周期以上。6、减少废气排放30%以上。
说明书附图
图1为实施例1中原生产工艺，其中η为氨分解率。 图2为实施例1中稀土氮化生产工艺(η为氨分解率)。
具体实施例方式本发明所述的固体稀土渗氮催渗剂，是由氯化稀土、氯化铵和尿素制成，这三种成分重量百分比是氯化稀土 50-90%，氯化铵5-30%和尿素5-20%。相互均勻混合制成膏状固体，装入用蜡密封带有塑料贴膜的纸盒中。在使用时，将一定量的固体稀土渗氮催渗剂装入铁罐(或不锈钢罐)中，随被渗氮工件一起装入渗氮炉中。催渗剂的加入量与炉膛尺寸和表面积有关。本发明所述的固体稀土渗氮催渗剂应用实例实例1、成都某企业使用本发明的固体稀土渗氮催渗剂(1)设备与工艺生产设备可控井式渗氮炉，80KW ；零件材质38CrMoAl ；技术质量要求渗层 0. 4mm，硬度HV850以上；原生产工艺见图1所示渗氮保温时间为72小时。使用稀土渗氮的生产工艺为图2，所用渗氮保温时间为40小时。缩短时间32小时，提高渗速40%以上； 节省氨气用量2倍，有着明显的节能减排效果。(2)使用本发明的稀土催渗剂5只，随工件一同装入渗氮炉，采用实例1中(1)所述的稀土渗氮的生产工艺进行生产，即可得到实例1中(1)所述的结果。实例2、重庆某企业使用本发明的稀土催渗剂(1)设备与工艺生产设备可控井式渗氮炉，90KW ；零件材质42CrMo ；技术质量要求渗层0. 4mm, 硬度HV580以上；原生产工艺采用520°C，渗氮保温时间为40小时。渗氮后表面硬度可以达到HV620 ；采用稀土渗氮后，使用本发明的稀土催渗剂，生产工艺采用540°C，渗氮保温时间为16小时。渗层达到0. 4mm，表面硬度达到HV730，脆性:0—1级。与原工艺相比，缩短时间M小时，提高渗速60%。(2)使用本发明的稀土催渗剂5只，放置在铁罐中，随工件一同装入渗氮炉，采用实例2中(1)所述的稀土渗氮的生产工艺进行生产，即可得到实例2中(1)所述的结果。
权利要求
1.固体稀土渗氮催渗剂，其特征在于它由下述成分按重量百分比均勻混合组成氯化稀土 50—90%、氯化铵10—30%和尿素5—20%。
2.根据权利要求1所述的固体稀土渗氮催渗剂，其特征在于该催渗剂为膏状固体，装在带有塑料贴膜的纸盒中用蜡密封，使用时再放入铁罐中随被渗氮工件一起装入气体氮化炉中。
全文摘要
本发明是一种固体稀土渗氮用催渗剂，它由下述成分按重量百分比均匀混合组成氯化稀土50-90％、氯化铵5-30％和尿素5-20％。该稀土催渗剂为膏状固体，装在用蜡密封带有塑料贴膜的纸盒中，使用时再放入铁罐中随被渗氮工件一起装入气体氮化炉中使用。本发明的催渗剂具有制备简单、使用便捷、可提高渗氮速度30-60％，节约能源，提高工件表层硬度HV50-150等优点。
文档编号C23C8/24GK102268632SQ201110097678
公开日2011年12月7日 申请日期2011年4月19日 优先权日2011年4月19日
发明者刘志儒, 刘成友, 向文明, 吕军成, 张国良, 李建华, 王德欣, 闫牧夫 申请人:哈尔滨意锋稀土材料开发有限公司