公开/公告号CN1718838A
专利类型发明专利
公开/公告日2006-01-11
原文格式PDF
申请/专利权人 重庆大学;
申请/专利号CN200510057119.3
申请日2005-06-14
分类号C23C8/00(20060101);C23C8/02(20060101);C23C8/06(20060101);C23C8/28(20060101);C23C8/38(20060101);
代理机构50201 重庆大学专利中心;
代理人张荣清
地址 400044 重庆市沙坪坝区沙坪坝正街174号
入库时间 2023-12-17 16:55:11
法律状态公告日
法律状态信息
法律状态
2010-09-01
未缴年费专利权终止 IPC(主分类):C23C8/38 授权公告日:20080514 申请日:20050614
专利权的终止
2008-05-14
授权
授权
2006-03-08
实质审查的生效
实质审查的生效
2006-01-11
公开
公开
技术领域:
本发明属于钢表面强化工艺。适用于碳钢、合金结构钢和工模具钢的表面强化。
背景技术:
中国发明专利申请号为200410021642.6,其发明名称为《黑色金属的空气离子氧氮共渗工艺专利》,该工艺流程为:(1)将调质后的工件清洗、干燥,置于阴极盘上,关闭炉体,用机械泵将离子渗氮炉内抽成真空至50~120Pa;(2)向阴阳极输入10~1000V的可调直流高压至炉内打散弧,打散弧稀少后再调直流电压直至不打或少打散弧;(3)向渗氮炉内通入氨气或氮-氢混合气;(4)以50~100℃/小时的速度将工件加热到500~580℃;(5)保温0.5~60小时后,关闭气源和电源,用机械泵排除离子渗氮炉内的氨气或氮-氢混合气,以50~100℃/小时的速度随炉冷至50~150℃后停炉,待工件在炉内冷却至室温后开炉取出工件。但是此专利申请是利用的空气和氨气作为渗氮气源,存在氨气对环境的污染。
在该工艺流程中,渗氮气体通过橡皮管接入干燥筒的下部的气嘴,经气嘴进入筒中的干燥剂层后,由上部的气嘴用橡皮管连接到气体流量计的下端气嘴,打开流量计针形阀,渗氮气体通过针形阀和玻璃管后由上端气嘴用橡皮管接入离子渗氮炉。
发明内容:
本发明的目的是在于针对上述现有技术的不足,提供一种钢的空气/碳氢有机气体氮、碳、氧共渗工艺,利用该工艺对钢进行离子多元共渗,解决氨气对环境的污染和降低成本的问题。
为了实现上述发明目的,本发明按以下顺序步骤进行:
(1)将调质后的工件清洗、干燥,置于阴极盘上;
(2)关闭炉体,用机械泵将离子渗氮炉内抽成真空至50~120Pa;
(3)接通电源开关,由电源向阴阳极输入10~1000V的可调直流高压至炉内打散弧,打散弧稀少后再调直流电压直至不打或少打散弧;
(4)向渗氮炉内同时通入流量分别为0.1~0.6m3/h和0.00006~0.06m3/h空气和碳氢有机气体,以50~100℃/小时的速度由辉光放电将工件加热到500~580℃;
(5)保温0.5~60小时后,关闭气源和电源,用机械泵排除离子渗氮炉内的气体,以50~100℃/小时的速度随炉冷至50~150℃后停炉,待工件在炉内冷却至室温后开炉取出工件。
本发明与现有技术相比具有以下技术效果:
与普通离子渗氮相比,空气/汽油离子多元共渗工艺主要应用空气和少量汽油,不用氨气、氮气和氢气,无污染,降低了生产成本10%。
附图说明:
图1为空气作渗氮气源的空气/汽油离子多元共渗工艺供气系统示意图;
图2为40Cr钢用流量分别为0.5m3/h和0.00048m3/h的空气和乙炔经本发明工艺处理后的显微硬度曲线图;
图3为40Cr钢用流量分别为0.2m3/h和0.00012m3/h的空气和乙炔经本发明工艺处理后的显微硬度曲线图;
图4为45钢用流量分别为0.25m3/h和0.00012m3/h的空气和乙炔经本发明工艺处理后经的显微硬度曲线图;
图5为40Cr钢用流量分别为0.3m3/h和0.00012m3/h的空气和液化石油气经本发明工艺处理后的显微硬度曲线图;
图6为45钢用流量分别为0.4m3/h和0.00048m3/h的空气和液化石油气经本发明工艺处理后的显微硬度曲线图;
图7为45钢用流量分别为0.3m3/h和0.00048m3/h的空气和液化石油气经本发明工艺处理后的显微硬度曲线图;
在图1中,1为贮油罐,2、3和4为流量计,5为干燥瓶,6为离子渗氮炉体,7为工件,8为阴极盘。在图2~7中,横坐标表示离表面的距离,纵坐标表示硬度值(HV0.2)
具体实施方式:
实施例1:40Cr钢的空气/乙炔离子多元共渗工艺
(1)将调质后的工件清洗、干燥,置于阴极盘上;
(2)关闭炉体,用机械泵将离子渗氮炉内抽成真空至110Pa;
(3)接通电源开关,由电源向阴阳极输入10~1000V的可调直流高压至炉内打散弧,打散弧稀少后再调直流电压直至不打或少打散弧;
(4)向渗氮炉内同时通入流量分别为0.2m3/h和0.00012m3/h的空气和乙炔,以100℃/小时的速度由辉光放电将工件加热到500℃;
(5)保温5小时后关闭气源和电源,用机械泵排除离子渗氮炉内的气体,用100℃/h的速度随炉冷却到100℃后停炉,待工件冷却到室温后开炉取出工件。
实施例2:40Cr钢的空气/乙炔离子氮、碳、氧共渗工艺
(1)(2)(3)步与实施例1的(1)(2)(3)步相同;
(4)向渗氮炉内同时通入流量分别为0.5m3/h和0.00048m3/h的空气和乙炔,以100℃/小时的速度由辉光放电将工件加热到520℃;
实施例3:45钢的空气/乙炔离子氮、碳、氧共渗工艺
(1)(2)(3)步与实施例1的(1)(2)(3)步相同;
(4)向渗氮炉内同时通入流量分别为0.5m3/h和0.00048m3/h的空气和乙炔,以100℃/小时的速度由辉光放电将工件加热到520℃;
实施例4:45钢的空气/乙炔离子氮、碳、氧共渗工艺
(1)(2)(3)步与实施例1的(1)(2)(3)步相同;
(4)向渗氮炉内同时通入流量分别为0.25m3/h和0.00012m3/h的空气和乙炔,以100℃/小时的速度由辉光放电将工件加热到520℃;
实施例5:40Cr钢的空气/液化石油气离子氮、碳、氧共渗工艺
(1)(2)(3)步与实施例1的(1)(2)(3)步相同;
(4)向渗氮炉内同时通入流量分别为0.25m3/h和0.00012m3/h的空气和液化石油气,以100℃/小时的速度由辉光放电将工件加热到520℃;
实施例6:40Cr的空气/液化石油气离子氮、碳、氧共渗工艺
(1)(2)(3)步与实施例1的(1)(2)(3)步相同;
(4)向渗氮炉内同时通入流量分别为0.4m3/h和0.00048m3/h的空气和液化石油气,以100℃/小时的速度由辉光放电将工件加热到560℃;
实施例7:45钢的空气/液化石油气离子氮、碳、氧共渗工艺
(1)(2)(3)步与实施例1的(1)(2)(3)步相同;
(4)向渗氮炉内同时通入流量分别为0.2m3/h和0.00012m3/h的空气和液化石油气,以100℃/小时的速度由辉光放电将工件加热到520℃;
实施例8:45钢的空气/液化石油气离子氮、碳、氧共渗工艺
(1)(2)(3)步与实施例1的(1)(2)(3)步相同;
(4)向渗氮炉内同时通入流量分别为0.3m3/h和0.00048m3/h的空气和液化石油气,以100℃/小时的速度由辉光放电将工件加热到520℃;
在实施例2~8中,第5步与实施例1的第5步相同。
机译: 通过氮化,氮碳共渗,氧氮化或氧氮碳共渗获得的具有磁性表面层的非磁性钢成分
机译: 含铬钢的氮碳共渗的方法,包括用含氮气体处理钢表面,其中在用含氮气体处理之前,用气态烃处理该表面。
机译: 氮碳共渗用于钢和软氮化零件及其生产工艺