专利名称:铝及铝合金渗氮法的制作方法
本发明是关于铝及铝合金的渗氮方法。
铝及铝合金一般情况下难于渗氮。已知有高速低温渗氮法(《金属材料》日本1973，VOI，1，13，No1)在NaCN，KCN盐溶中，加入活性镀钛棒，来活化介质，用于铝合金的渗氮，但该法盐溶有剧毒，镀钛棒的活性不稳定，不能实用，生产上尚未采用。铝或铝合金的熔融渗氮法，(美国专刊号4244751)该法利用等离子弧局部熔化铝合金表面，与此同时进行渗氮，但该方法是在零件表面局部熔化条件下进行，所以除了特殊场合下可应用外，成型零件很难采用。因此，铝及铝合金的渗氮在工业生产中尚未应用。
本发明的目的在于提出了一种实用的铝及铝合金的渗氮方法。用于铝及铝合金的表面渗氮，以提高其硬度及耐磨性。
本发明是在气体渗氮条件下和离子渗氮条件下使氮渗入铝及铝合金中去。其特征在于，在气体渗氮时用氯化铵或卤化物除去铝及铝合金表面致密氧化膜，用稀土活化，铝及铝合金表面，解决铝及铝合金氮的渗入。稀土的加入方法可以采用与氯化铵同时放入渗氮箱内，也可以把稀土溶解于甲醇等有机液体内，在渗氮时滴入渗氮箱。在离子渗氮时采用交流电场使渗氮气电离，用直流电场使渗氮离子定向地向被渗铝及铝合金表面运动，使氮渗入铝及铝合金中。
本发明采用的渗氮气体为工业液氨，离子渗氮时可用氮气和氢气的混合气体。渗氮温度为400℃～560℃，渗氮时间可根据所渗铝及铝合金所要求渗氮层深度及硬度而定。一般为0.5小时～50小时。渗氮工艺也可以与铝合金的固溶处理结合进行。
铝及铝合金气体渗氮时，加入氯化铵量和稀土量加入量一般为0.01～0.7公斤/米3稀土0.1～15克/升用交直流等离子渗氮时，用交流电产生辉光放电，交流电压为400～1000伏。
本发明对铝及铝合金进行渗氮处理方法，可提高铝及铝合金的强度，硬度和刚度，可提高其耐磨性，从而在有些场合可用铝合金代替钢材，减轻机器重量。渗氮过程中对零件不产生损伤，具有良好的实用与使用价值，而且使用设备简单，可以采用现行工业生产中对钢铁材料的气体渗氮设备，即可实施。
实施例1、5%Mg的铝镁合金，经560℃渗氮2.5小时，硬度由HV55提高至HV170，渗层深0.3mm。
2、纯铝经渗氮后有时效硬化特性，厚3mm铝板，560℃渗氮2小时，硬度没有变化HV22，自然时效4天后硬度提高至HV64.6，相当于硬铝时效后硬度。
权利要求
1.一种铝及铝合金的渗氮方法，其特征在于气体渗氮时用卤化物例如氯化铵，去除铝及铝合金表面致密氧化膜，用稀土活化铝及铝合金表面，离子渗氮用交流电场使渗氮气体电离，用直流电场使渗氮离子定向地向被渗铝及铝合金表面运动，使氮渗入铝及铝合金中。
2.根据权利要求
1所述，其特征在于稀土的加入方法采用与氯化铵同时放入渗氮箱内的方法和把稀土溶解于甲醇等有机液体内，在渗氮时滴入渗氮箱。
3.根据权利要求
1所述，其特征在于渗氮温度400～560℃时间0.5～50小时。
4.根据权利要求
1和2其特征在于氯化铵加入量0.01～0.7%，稀土加入量0.1～15克/升。
5.根据权利要求
1所述离子渗氮，其特征在于用交流电辉光放电，交流电压为400-1000伏。
6.根据权利要求
1所述其特征在于，渗氮工艺可与铝合金的固溶处理相结合进行。
专利摘要
本工艺采用两种方法一是气体渗氮时添加洁净剂氯化铵和活化剂稀土，使铝及铝合金渗氮；另一是离子渗氮时采用交流辉光放电使渗氮气氛电离，用直流电场使离子定向运动，解决了铝及铝合金的渗氮问题。
文档编号C23C8/06GK86105732SQ86105732
公开日1988年2月17日 申请日期1986年7月21日
发明者夏立芳 申请人:哈尔滨工业大学导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan