本發明屬于不銹鋼處理

　　技術領域：

　　，具體涉及一種奧氏體不銹鋼低溫快速離子滲氮的方法。

　　背景技術：

　　：奧氏體不銹鋼由于其優較好的耐蝕性能、冷加工成形性、可焊性等一系列修點而廣泛應用于現代工業的各個領域，但由于其硬度低，耐磨性差且不能通過相變強化因而限制了其在很多其他領域的應用。離子滲氮作為一種清潔節能的表面改性的熱處理工藝，具有滲層均勻、工藝簡單、重復性好以及滲氮溫度較低的、能耗低、處理時間短、無污染等多種優點而受到廣泛地應用。研究表明，采用離子滲氮技術處理奧氏體不銹鋼時，合理控制滲氮溫度和保溫時間，不僅可以顯著提高零件的耐磨性，也可以提高其耐蝕性。然而，常規不銹鋼離子滲氮工藝會由于鉻的氮化物的析出造成不銹鋼基體貧鉻而惡化其耐蝕性能，同時滲氮層較薄，不利于同時提高其耐磨性及耐蝕性。技術實現要素：本發明的目的是針對現有的問題，提供了一種奧氏體不銹鋼低溫快速離子滲氮的方法。本發明是通過以下技術方案實現的：一種奧氏體不銹鋼低溫快速離子滲氮的方法，包括如下步驟：（1）表面預處理：將奧氏體不銹鋼在電阻爐中加熱至450-500℃，保溫20min，然后冷卻至50℃，然后將奧氏體不銹鋼放入丙酮中浸泡30-40min，超聲波處理2min，然后取出，表面采用去離子水清洗，然后，烘干至恒重；（2）離子滲氮處理：將步驟（1）處理后的奧氏體不銹鋼添加到離子氮化爐的真空室內，抽真空至35-40pa，靜置30min，然后通入氦氣進行離子轟擊，然后升溫，快速升溫至250℃，保溫15-20min，然后通入氮氣，保持真空室內氦氣與氮氣體積比為2:5，調整爐內壓力，使爐內壓力為220pa，溫度調節至310℃，保溫3-5h；（3）強化處理：將經過步驟（2）離子滲氮處理后的奧氏體不銹鋼放入質量分數為8.5%的十二烷基苯磺酸鈉溶液中浸泡15-20min，然后向十二烷基苯磺酸鈉溶液中添加其質量0.0015%的氯化鈰，攪拌均勻后，靜置2小時，然后取出，采用去離子水對奧氏體不銹鋼表面進行清洗至中性，真空中烘干至恒重，即可。進一步的，所述步驟（1）中冷卻為隨爐冷卻。進一步的，所述步驟（1）中丙酮中浸泡溫度為80℃。進一步的，步驟（1）中超聲波功率為300w，頻率為28khz。進一步的，步驟（2）中快速升溫至250℃，升溫速率為10℃/s。進一步的，所述步驟（3）中十二烷基苯磺酸鈉溶液中浸泡溫度為60℃。本發明相比現有技術具有以下優點：本發明通過采用氦氣與氮氣混合作用，來對奧氏體不銹鋼表面進行離子滲氮處理，能夠有效的提高氮原子的活性，通過氦氣的分散與溫度的作用，從奧氏體不銹鋼表面充分擴散到奧氏體不銹鋼內層組織中，以達到提高滲氮層厚度的效果，同時，能夠在保持表層氮原子濃度不變的情況下，進一步的向奧氏體不銹鋼內部組織內擴散，提高內層組織中氮原子的濃度，從而顯著提高奧氏體不銹鋼滲氮層的質量，通過在滲氮處理后，進行表面強化處理，能夠有效的使得奧氏體不銹鋼表面氮原子進行富集，從而顯著的增加了奧氏體不銹鋼表層的的表面硬度，同時能夠使得表層到內部的氮原子均勻化分布。具體實施方式實施例1一種奧氏體不銹鋼低溫快速離子滲氮的方法，包括如下步驟：（1）表面預處理：將奧氏體不銹鋼在電阻爐中加熱至450℃，保溫20min，然后冷卻至50℃，然后將奧氏體不銹鋼放入丙酮中浸泡30min，超聲波處理2min，然后取出，表面采用去離子水清洗，然后，烘干至恒重；（2）離子滲氮處理：將步驟（1）處理后的奧氏體不銹鋼添加到離子氮化爐的真空室內，抽真空至35pa，靜置30min，然后通入氦氣進行離子轟擊，然后升溫，快速升溫至250℃，保溫15-20min，然后通入氮氣，保持真空室內氦氣與氮氣體積比為2:5，調整爐內壓力，使爐內壓力為220pa，溫度調節至310℃，保溫3h；（3）強化處理：將經過步驟（2）離子滲氮處理后的奧氏體不銹鋼放入質量分數為8.5%的十二烷基苯磺酸鈉溶液中浸泡15min，然后向十二烷基苯磺酸鈉溶液中添加其質量0.0015%的氯化鈰，攪拌均勻后，靜置2小時，然后取出，采用去離子水對奧氏體不銹鋼表面進行清洗至中性，真空中烘干至恒重，即可。進一步的，所述步驟（1）中冷卻為隨爐冷卻。進一步的，所述步驟（1）中丙酮中浸泡溫度為80℃。進一步的，步驟（1）中超聲波功率為300w，頻率為28khz。進一步的，步驟（2）中快速升溫至250℃，升溫速率為10℃/s。進一步的，所述步驟（3）中十二烷基苯磺酸鈉溶液中浸泡溫度為60℃。實施例2一種奧氏體不銹鋼低溫快速離子滲氮的方法，包括如下步驟：（1）表面預處理：將奧氏體不銹鋼在電阻爐中加熱至500℃，保溫20min，然后冷卻至50℃，然后將奧氏體不銹鋼放入丙酮中浸泡40min，超聲波處理2min，然后取出，表面采用去離子水清洗，然后，烘干至恒重；（2）離子滲氮處理：將步驟（1）處理后的奧氏體不銹鋼添加到離子氮化爐的真空室內，抽真空至40pa，靜置30min，然后通入氦氣進行離子轟擊，然后升溫，快速升溫至250℃，保溫20min，然后通入氮氣，保持真空室內氦氣與氮氣體積比為2:5，調整爐內壓力，使爐內壓力為220pa，溫度調節至310℃，保溫5h；（3）強化處理：將經過步驟（2）離子滲氮處理后的奧氏體不銹鋼放入質量分數為8.5%的十二烷基苯磺酸鈉溶液中浸泡20min，然后向十二烷基苯磺酸鈉溶液中添加其質量0.0015%的氯化鈰，攪拌均勻后，靜置2小時，然后取出，采用去離子水對奧氏體不銹鋼表面進行清洗至中性，真空中烘干至恒重，即可。進一步的，所述步驟（1）中冷卻為隨爐冷卻。進一步的，所述步驟（1）中丙酮中浸泡溫度為80℃。進一步的，步驟（1）中超聲波功率為300w，頻率為28khz。進一步的，步驟（2）中快速升溫至250℃，升溫速率為10℃/s。進一步的，所述步驟（3）中十二烷基苯磺酸鈉溶液中浸泡溫度為60℃。實施例3一種奧氏體不銹鋼低溫快速離子滲氮的方法，包括如下步驟：（1）表面預處理：將奧氏體不銹鋼在電阻爐中加熱至310℃，保溫20min，然后冷卻至50℃，然后將奧氏體不銹鋼放入丙酮中浸泡35min，超聲波處理2min，然后取出，表面采用去離子水清洗，然后，烘干至恒重；（2）離子滲氮處理：將步驟（1）處理后的奧氏體不銹鋼添加到離子氮化爐的真空室內，抽真空至36pa，靜置30min，然后通入氦氣進行離子轟擊，然后升溫，快速升溫至250℃，保溫18min，然后通入氮氣，保持真空室內氦氣與氮氣體積比為2:5，調整爐內壓力，使爐內壓力為220pa，溫度調節至310℃，保溫4h；（3）強化處理：將經過步驟（2）離子滲氮處理后的奧氏體不銹鋼放入質量分數為8.5%的十二烷基苯磺酸鈉溶液中浸泡15-20min，然后向十二烷基苯磺酸鈉溶液中添加其質量0.0015%的氯化鈰，攪拌均勻后，靜置2小時，然后取出，采用去離子水對奧氏體不銹鋼表面進行清洗至中性，真空中烘干至恒重，即可。進一步的，所述步驟（1）中冷卻為隨爐冷卻。進一步的，所述步驟（1）中丙酮中浸泡溫度為80℃。進一步的，步驟（1）中超聲波功率為300w，頻率為28khz。進一步的，步驟（2）中快速升溫至250℃，升溫速率為10℃/s。進一步的，所述步驟（3）中十二烷基苯磺酸鈉溶液中浸泡溫度為60℃。對本發明滲氮處理后的奧氏體不銹鋼表面氮化層進行性能測試：表1滲氮層厚度μm表面硬度hv實施例161.521092實施例261.351094實施例361.421090常規離子滲氮處理43.551060由表1可以看出，本發明處理后的奧氏體不銹鋼表面氮化層具有更高的表面硬度和厚度。當前第1頁12

　　技術特征：

　　技術總結

　　本發明公開了一種奧氏體不銹鋼低溫快速離子滲氮的方法，涉及不銹鋼處理技術領域，包括如下步驟：（1）表面預處理；（2）離子滲氮處理；（3）強化處理；本發明通過采用氦氣與氮氣混合作用，來對奧氏體不銹鋼表面進行離子滲氮處理，能夠有效的提高氮原子的活性，通過氦氣的分散與溫度的作用，從奧氏體不銹鋼表面充分擴散到奧氏體不銹鋼內層組織中，以達到提高滲氮層厚度的效果。

　　技術研發人員：文有余

　　受保護的技術使用者：寧國市潤豐金屬制品有限公司

　　技術研發日：2017.09.01

　　技術公布日：2017.12.22