专利名称：低成本液体氮碳共渗工艺的制作方法
专利说明 低成本液体氮碳共渗工艺属金属热处理技术。本发明是用化学热处理方法在钢铁工件表面进行液体氮碳共渗或硫氮碳等多元共渗的无污染工艺。
国内外现有的无污染液体氮碳或硫氮碳共渗工艺，甚至还包括氮碳共渗加氧化复合工艺，大多采用碱金属酸
盐作渗剂。如德国德固萨公司的QPQ工艺，天津纺织工学院的FON工艺，武汉材料保护研究所的LT新工艺，成都工具研究所的盐浴复合处理新工艺等，其盐浴中的
酸根含量一般控制在36%-38%(用于低合金钢和碳素钢)和30%-33%(用于高合金工具钢和模具钢)。由于含
酸盐的工艺盐价格昂贵，生产成本高，难于推广应用。另外，含
酸盐的工艺盐(亦称基盐)在制备过程中，将会产生少量的剧毒
化物。如德固萨公司的TF1基盐约含
根1.8-3.0%;国内各单位生产供应的基盐，尽管
根含量较少，一般亦在0.1%左右。由于基盐中含有少量剧毒
化物，在使用、运输和保管时需要采取相应的安全措施。
国内少数单位用尿素作氮碳共渗盐浴的活化再生剂。由于尿素熔点仅为132.7℃，极易挥发，在使用时排放大量氨气，影响操作工人健康。
本发明要点是采用钾、钠的氯化物和碳酸盐(包括正盐和酸式盐)以及含〔C6N9H3〕n的活化再生剂作工艺原料，配料时不使用含
酸盐的工艺盐。当上述三种工艺原料混合装入坩埚后，在加热熔化并保温在500-650℃之间的某一特定工作温度时，靠工艺原料间的化学反应可获得所需数量的
酸盐，以保证盐浴活性。由于上述工艺原料均不含
化物，贮运、使用均很安全。
本发明使用的含〔C6N9H3〕n的活化再生剂，实际上是一种混合物，还含有〔C6N10H6〕n、〔C6N11H9〕n等成分，其混合物中各成分的比例取决于生产制备条件。
本发明工艺，可通过向盐浴吹气(吹氧)或添加适量的氢氧化物的方法，提高盐浴的渗速。
本发明工艺，在上述盐浴制备的基础上，还可通过添加硫化物或含硼化合物(硼酸、硼酸盐等)的方法，使之形成硫氮碳或氮碳硼等多元共渗盐浴。
本发明工艺还可和氧化工艺相结合形成盐浴氮碳共渗氧化复合工艺。
本发明工艺属无污染工艺。钢铁工件经本工艺处理后变形极小，并可获得较高的耐磨性、减摩性、抗擦伤性、耐蚀性和疲劳性能。
本发明工艺适用于各种钢铁材料。如A3、08、20、20Cr、35、45、40Cr、T8、T10、50CrMnMo、2Cr13、38CrMOAL、Cr12MoV、3Cr2W8、1Cr18Ni9Ti、W6Mo5Cr4V2、W18Cr4V等各种钢件以及灰口铁、球墨铸铁、合金铸铁、粉末冶金件等。
实例1.将30公斤氯化钾、45公斤无水碳酸钠和25公斤活化再生剂混合均匀，装入钛坩埚，待升温熔化后，将温度保持在570±5℃的工作温度范围，取盐样化验
酸根含量，并添加适量再生剂调整
酸根含量在36-38%范围。该盐浴成分适于处理碳素钢和低合金钢工件。
实例2.将40公斤氯化钾、40公斤无水碳酸钠和20公斤活化再生剂混合均匀，装入钛坩埚，待升温熔化后，将温度保持在520-530℃的工作温度范围，取盐样化验
酸根含量，并添加适量再生剂调整
酸根含量在32-33%范围。该盐浴成分适合于处理高速钢刀具或高合金钢模具。
实例3.在实例1或实例2的盐浴中，通过添加硫化钾或其它含硫物质，使盐浴中硫离子含量达15ppm，则上述盐浴均变为硫氮碳共渗盐浴。
权利要求
1、本发明采用钾、钠的氯化物和碳酸盐(包括正盐和酸式盐)以及含[C6N9H3]n的活化再生剂作工艺原料，配料时不使用含氰酸盐的工艺盐，在加热熔化和保温在500-600℃之间的某一特定工作温度时，靠工艺原料间的化学反应可获得所需数量的氰酸盐，以保证盐浴活性。
2、根据权利要求1，可通过向盐浴吹气(吹氧)或添加适量的氢氧化物的方法，提高盐浴的渗速。
3、根据权利要求1，在盐浴中添加适量硫化物或含硼化合物(硼酸、硼酸盐等)，则可实现硫氮碳或氮碳硼等多元共渗。
全文摘要
本发明属金属热处理技术，是用化学热处理方法在钢铁工件表面进行液体氮碳共渗或硫氮碳等多元共渗的无污染工艺。本发明采用钾、钠的氯化物和碳酸盐以及含(C6N9H3)n的活化再生剂作工艺原料，配料时不使用含氰酸盐的工艺盐，本发明工艺的生产成本仅为传统工艺的几分之一，工艺原料无毒，使用无污染，并具有渗速快，渗层质量高，工艺稳定，操作简便，适于各种钢铁材料和易于工业推广等优点。
文档编号C23C8/52GK1054449SQ9110207
公开日1991年9月11日 申请日期1991年4月5日 优先权日1991年4月5日
发明者文联煜, 杨连珠 申请人:文联煜