耐油污不锈钢的渗氮处理系统及其处理方法与流程

本发明涉及涉及一种渗氮处理系统及其处理方法，具体涉及一种耐油污不锈钢的渗氮处理系统及其处理方法，属于金属材料加工领域。

背景技术：

渗氮处理是指一种在一定温度下一定介质中使氮原子渗入工件表层的化学热处理工艺，常见的渗氮工艺有气体氮化、液体氮化和离子氮化。经渗氮处理的制品具有优异的耐磨性、耐疲劳性、耐蚀性、耐高温及耐油污的特性。

不锈钢具有良好的韧性、易加工性、焊接性及耐热性，应用广泛，尤其在厨房制品、特别是大型餐厨厨房中多用。但厨房作为油污重地，长久地油污侵蚀会缩短不锈钢的使用寿命，而不锈钢自身又存在疏油性、抗磨损性及抗疲劳性能差的缺点，因此，对不锈钢进行渗氮处理，是一种有效的表面强化方法。常规的渗氮方法不仅工艺复杂、处理成本较高，最重要地，还会破坏不锈钢的抗蚀性，因为高温处理容易导致不锈钢形变，奥氏体不锈钢中的铬原子易与氮原子结合，生成氮化铬并首先析出在氮化层奥氏体晶界上形成网状，破坏不锈钢表面致密的氧化膜，破坏其防锈机理，还使得不锈钢的耐油污性进一步下降。因此，如何在现有技术的基础上，设计出一种可制备出具有耐油污、耐磨、抗蚀性佳的不锈钢的渗氮处理系统及其处理方法，就成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供一种耐油污不锈钢的渗氮处理系统及其处理方法，结构紧凑，渗氮工艺简单，渗氮处理成本较低，实用性佳；经本发明渗氮处理的不锈钢疏油、耐油污性佳。

本发明的目的，将通过以下技术方案得以实现：

根据本发明的一个方面，提供了一种耐油污不锈钢的渗氮处理系统，用于耐油污不锈钢的生产，所述渗氮处理系统包括与控制系统电连接、用于不锈钢渗氮处理的渗氮炉，所述渗氮炉的进料端与真空热处理炉相接、出料端与超声清洗机相接，所述真空热处理炉用于不锈钢的渗氮预热，所述超声清洗机用于不锈钢的渗氮后清洗，依序设置的所述真空热处理炉、所述渗氮炉与所述超声清洗机均受所述控制系统进行自动化控制。

进一步地，所述控制系统为mes系统、plc软件系统或工控电脑。

进一步地，所述不锈钢为马氏体钢、铁素体钢、奥氏体钢、奥氏体-铁素体不锈钢或沉淀硬化不锈钢。

根据本发明的另一方面，提供了上述耐油污不锈钢的渗氮处理系统的处理方法，包括如下步骤：

步骤s1，氮气置换：将不锈钢置于渗氮炉内，向渗氮炉中通入氮气5min-15min，将渗氮炉内管道中的空气置换出；

步骤s2，加热预渗氮：将渗氮炉内温度加热至600℃-650℃，在氨分解率为65%-80%、通氨量为3m³/h-5m³/h的条件下处理不锈钢6h-10h；

步骤s3，氮化处理：维持渗氮炉内温度600℃-650℃，在氨分解率为75%-85%、通氨量为1m³/h-4m³/h的条件下处理不锈钢1h-3h；

步骤s4，退氮处理：渗氮炉内温度580℃-620℃，在氨分解率为85%-90%、通氨量为1m³/h-2m³/h的条件下处理不锈钢1h-2h；

步骤s5，氮氛冷却：在氮气保护的条件下随渗氮炉降温至80℃-150℃，并涂覆疏油涂层，出炉空气冷却，即完成耐油污不锈钢的渗氮氮化。

进一步地，步骤s1中通入的氮气流速不大于5m/s。

进一步地，步骤s2中在温度650℃、氨分解率为80%、通氨量为5m³/h的条件下处理不锈钢6h。

进一步地，步骤s3中在温度600℃、氨分解率为75%、通氨量为1m³/h的条件下处理不锈钢3h。

进一步地，步骤s3中在温度650℃、氨分解率为85%、通氨量为4m³/h的条件下处理不锈钢1h。

进一步地，步骤s4中在温度温度580℃、氨分解率为85%、通氨量为1m³/h的条件下处理不锈钢2h。

进一步地，所述渗氮炉的额定功率为35kw-80kw。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下的优点：

本发明提供的耐油污不锈钢的渗氮处理系统及其处理方法，渗氮处理系统结构紧凑，操作便捷，渗氮工艺简单，渗氮处理成本较低，实用性佳，可实现耐油污不锈钢的连续化、自动化生产；经本发明渗氮处理的不锈钢具有优良的耐磨性和耐腐蚀性的同时，兼具疏油、耐油污的特性，有利于推广应用，具有市场竞争力及使用价值。

附图说明

通过阅读下文具体实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出具体实施方式的目的，而并不认为是对发明的限制。在附图中：

图1是本发明的工艺流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体的实施方式对本发明作进一步详细的说明。所述实施例的示例在附图中示出，在下述本发明的实施方式中描述的具体的实施例仅作为本发明的具体实施方式的示例性说明，旨在用于解释本发明，而不构成为对本发明的限制。

本发明提供了一种耐油污不锈钢的渗氮处理系统，用于耐油污不锈钢的生产，进一步地，所述不锈钢为马氏体钢、铁素体钢、奥氏体钢、奥氏体-铁素体不锈钢或沉淀硬化不锈钢。所述渗氮处理系统包括与控制系统电连接渗氮炉，所述渗氮炉用于不锈钢的渗氮处理渗氮炉，所述渗氮炉的进料端可与真空热处理炉或其它预热炉相接，所述渗氮炉的出料端可与超声清洗机或连续式清洗机相接，所述真空热处理炉用于不锈钢的渗氮预热，所述超声清洗机用于不锈钢的渗氮后清洗，依序设置的所述真空热处理炉、所述渗氮炉与所述超声清洗机均受所述控制系统进行自动化控制。渗氮处理前，将渗氮处理过程的各控制参数输入控制系统，上述控制系统可以是mes系统，也可以是plc软件系统或工控电脑。

上述渗氮处理系统结构紧凑，操作便捷，渗氮工艺简单，渗氮处理成本较低，可实现耐油污不锈钢的连续化、自动化生产，提高渗氮处理效率，降低人力等处理成本，实用性佳。

本发明还提供了上述耐油污不锈钢的渗氮处理系统的渗氮处理方法，如下：

实施例一

实施例一提供了一种耐油污不锈钢的渗氮处理方法，包括如下步骤：

步骤s1，氮气置换：将奥氏体-铁素体（双相）不锈钢置于额定功率为60kw的渗氮炉内，向渗氮炉中通入氮气5min，将渗氮炉内管道中的空气置换出，可避免可燃气体与空气中的氧气形成可燃性混合物，从而导致渗氮炉内燃或爆炸，其中，氮气流速为3m/s；

步骤s2，加热预渗氮：将渗氮炉内温度加热至600℃，在氨分解率为65%、通氨量为3m³/h的条件下处理不锈钢10h；

步骤s3，氮化处理：维持渗氮炉内温度600℃，在氨分解率为75%、通氨量为1m³/h的条件下处理不锈钢3h；

步骤s4，退氮处理：渗氮炉内温度580℃，在氨分解率为85%、通氨量为1m³/h的条件下处理不锈钢2h；

步骤s5，氮氛冷却：在氮气保护的条件下随渗氮炉降温至80℃，并涂覆疏油涂层，出炉空气冷却，即完成耐油污奥氏体-铁素体不锈钢的渗氮氮化。

实施例一制得的耐油污奥氏体-铁素体不锈钢的渗层为表面光洁的白亮层，疏油性佳，渗层厚度为3微米，盐雾试验可达500小时以上，具有良好的耐磨性和耐腐蚀性。

实施例二

实施例二提供了一种耐油污不锈钢的渗氮处理方法，包括如下步骤：

步骤s1，氮气置换：将奥氏体钢置于额定功率为80kw的渗氮炉内，向渗氮炉中通入氮气15min，其中，氮气流速为5m/s；

步骤s2，加热预渗氮：将渗氮炉内温度加热至650℃，在氨分解率为80%、通氨量为5m³/h的条件下处理不锈钢6h；

步骤s3，氮化处理：维持渗氮炉内温度650℃，在氨分解率为85%、通氨量为4m³/h的条件下处理不锈钢1h；

步骤s4，退氮处理：渗氮炉内温度620℃，在氨分解率为90%、通氨量为2m³/h的条件下处理不锈钢1h；

步骤s5，氮氛冷却：在氮气保护的条件下随渗氮炉降温至150℃，并涂覆疏油涂层，出炉空气冷却，即完成耐油污奥氏体不锈钢的渗氮氮化。

实施例二制得的耐油污奥氏体不锈钢的渗层为表面光洁的白亮层，耐油污，渗层厚度为4微米，盐雾试验可达500小时以上，具有良好的耐磨性和耐腐蚀性。

实施例三

实施例三提供了一种耐油污不锈钢的渗氮处理方法，包括如下步骤：

步骤s1，氮气置换：将马氏体不锈钢置于额定功率为35kw的渗氮炉内，向渗氮炉中通入氮气10min，将渗氮炉内管道中的空气置换出；

步骤s2，加热预渗氮：将渗氮炉内温度加热至630℃，在氨分解率为70%、通氨量为4m³/h的条件下处理不锈钢8h；

步骤s3，氮化处理：维持渗氮炉内温度630℃，在氨分解率为80%、通氨量为2m³/h的条件下处理不锈钢2h；

步骤s4，退氮处理：渗氮炉内温度600℃，在氨分解率为87%、通氨量为1.5m³/h的条件下处理不锈钢1.5h；

步骤s5，氮氛冷却：在氮气保护的条件下随渗氮炉降温至90℃，并涂覆疏油涂层，出炉空气冷却，即完成耐油污马氏体不锈钢的渗氮氮化。

实施例三制得的耐油污马氏体不锈钢的渗层为表面光洁的白亮层，耐油污、疏油性佳，渗层厚度为5微米，盐雾试验可达500小时以上，具有良好的耐磨性和耐腐蚀性。

由上述可知，本发明提供的耐油污不锈钢的渗氮处理系统及其处理方法，渗氮处理系统结构紧凑，操作便捷，渗氮工艺简单，渗氮处理成本较低，实用性佳，可实现耐油污不锈钢的连续化、自动化生产；经本发明渗氮处理的不锈钢具有优良的耐磨性和耐腐蚀性的同时，兼具疏油、耐油污的特性，有利于推广应用，具有市场竞争力及使用价值。

应该注意的是，上述实施例是对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。因此，应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。在权利要求中，单词“包括”不排除存在未列在权利要求中的数据或步骤。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。