对高速钢空调压缩机叶片进行盐浴氮化处理中的盐浴配方及处理方法

摘要

本发明涉及一种对高速钢空调压缩机叶片进行盐浴氮化处理中的盐浴配方及处理方法，盐浴配方由下述成分组成并按重量百分比配比：氰酸钾15％-25％，氰酸钠5％-20％，碳酸锂3％-10％，碳酸钠8％-20％，碳酸钾10％-40％，氯化钠1-10％；本发明的有益效果是：由于在配方中加入Li以及Cl离子，使盐浴中的熔点降低，可在较低温度下进行氮化；活性好，不必通入氨气即可达到良好的外观及渗层厚度；提高K/Na浓度比例，工件表面不易形成白亮层。

说明书

技术领域

本发明涉及一种高速钢空调压缩机叶片进行盐浴氮化处理，尤其涉及该处理中用到的盐浴配方及工艺。

背景技术

高速钢空调压缩机叶片(材料为W6Mo5Cr4V2)中为改善其耐磨性能以及降噪功能，要求表面无白亮层，表面硬度＞1000HV_0.3，距表面硬度0.03mm处硬度＞860HV_0.3。通常采用表面渗氮工艺，国内外目前大多采用气体氮化，缺点是氮化活性较差，需长时间氮化才能达到要求，而且气体氮化过程中受气流的影响，氮化后叶片平面度易超差，而且需经油冷才能保证表面的清洁度。而常规盐浴氮化虽然能缩短氮化时间(一般在1小时内就达到要求)，但由于盐浴活性大容易在工件表面形成白亮层而导致工件的脆性。且由于盐浴氮化形成的疏松层会在工件表面出现黑色状的氧化膜，在随后的抛光过程中难以达到金属光泽，我们为此开发了适合于高速钢叶片的盐浴配方及工艺。

现有技术中的盐浴氮化技术是将CO₃以及CNO^-等成分按一定的配比，经融化后在570℃--580℃将工件置入熔盐中处理一段时间，使盐中的CNO^-分解后氮原子渗入基体中形成FeN化合物和一定氮原子浓度的固溶体。为了提高盐浴活性，有专利报道采用较高浓度的CNO^-外，还试图加入K₂S以及通入氨气。但这种方法不仅使操作变得复杂，且对环境会产生一定的污染(氨气逸入空气)。从实际效果看，对高速钢渗速也没有明显的改善。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供了一种对高速钢空调压缩机叶片进行盐浴氮化处理中的盐浴配方，旨在解决上述的问题。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明由下述成分组成并按重量百分比配比：氰酸钾(KCNO)15％-25％，氰酸钠(NaCNO)5％-20％，碳酸锂(Li ₂CO₃)3％-10％，碳酸钠(Na₂CO₃)8％-20％，碳酸钾(K₂CO₃)10％-40％，氯化钠(NaCl)1-10％。

本发明还提供了一种盐浴氮化处理方法，是通过以下步骤实现的：

脱脂：用酒精或二甲苯的有机溶剂去除滑片表面的油膜，经自然挥发后表面清洁无油污；

预热：采用井式炉，炉盖安装风机使预热时滑片均匀受热，温差控制在±10℃；温度在250℃-350℃之间；时间在20-30分钟之间；

氮化：采用盐浴配方，氮化处理温度在540℃-570℃之间，处理时间为20-90分钟；所述的盐浴配方由下述成分组成并按重量百分比配比：氰酸钾(KCNO)15％-25％，氰酸钠(NaCNO)5％-20％，碳酸锂(Li ₂CO₃)3％-10％，碳酸钠(Na₂CO₃)8％-20％，碳酸钾(K₂CO₃)10％-40％，氯化钠(NaCl)1-10％。

冷却：采用空冷，出炉后空冷至100℃以下；或采用直接油冷；

抛光。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：由于在配方中加入Li以及Cl离子，使盐浴中的熔点降低，可在较低温度下进行氮化；活性好，不必通入氨气即可达到良好的外观及渗层厚度；提高K/Na浓度比例，工件表面不易形成白亮层。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

本发明由下述成分组成并按重量百分比配比：氰酸钾(KCNO)15％-25％，氰酸钠(NaCNO)5％-20％，碳酸锂(Li₂CO₃)3％-10％，碳酸钠(Na₂CO₃)8％-20％，碳酸钾(K₂CO₂)10％-40％，氯化钠(NaCl)1-10％。

实施例1

氰酸钾(KCNO)25％，氰酸钠(NaCNO)15％，碳酸锂(Li₂CO₃)5％，碳酸钠(Na₂CO₃)15％，碳酸钾(K₂CO₃)30％，氯化钠(NaCl)10％。

实施例2

氰酸钾(KCNO)25％，氰酸钠(NaCNO)15％，碳酸锂(Li₂CO₃)5％，碳酸钠(Na₂CO₃)15％，碳酸钾(K₂CO₃)35％，氯化钠(NaCl)5％。

本发明的组分中主要是由氰酸根和碳酸根构成，其反应机理是氰酸盐与氧反应生成氮和碳酸根，其中氮原子渗入基体中，随着反应的进行消耗掉的氰酸根可通过加入再生盐得以补，该配方盐可以循环使用。

CNO^-+O₂→[C]+[N]+CO₃^2-

CO₃^2-+Z(再生盐)→CNO^-

本发明的制备方法如下：

将尿素与碳酸盐及其他组分充分混合均匀后放入坩埚内，经600℃高温融化后保温2小时即可进行批量生产。用同样的方法可以获得再生盐。

本发明的作用机理是：由于盐浴中加入了含F或Cl的活性阴离子，而Li离子本身的活性高于Na以及K离子，故加入适量的Li可以提高盐浴的活性。而活化其工件表面，使得氮的渗透变的更为容易，即使在低的CNO^-浓度和低的处理温度下仍能获得较快的渗速，且无需通入氨气。但为了避免白亮层的形成，我们适当提高了K/Na的比例(K/Na浓度比例为2-3，常规盐浴氮化溶液K/Na浓度比例为1-1.6)，并降低CNO^-的浓度。