專利名稱：一種奧氏體不銹鋼低溫鹽浴硬化處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種奧氏體不銹鋼低溫鹽浴硬化處理方法，屬于奧氏體不銹鋼表面處
理領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
奧氏體不銹鋼中的Cr元素能在空氣中被氧化形成自愈能力極強的Cr2O3鈍化膜， 所以具有極強的耐蝕性能而被廣泛應(yīng)用于工程材料。但是奧氏體不銹鋼存在一個非常明顯的不足就是這種材料的硬度不高，直接表現(xiàn)為表面硬度、耐磨性能、抗疲勞性能低，嚴(yán)重影響了奧氏體不銹鋼的使用范圍和使用壽命，這時就需要對奧氏體不銹鋼進行表面硬化處理。以往奧氏體不銹鋼表面硬化處理都是采用滲氮、滲碳或氮碳共滲的辦法提高其表面硬度，但由于處理溫度偏高，往往在硬化處理后造成表面耐蝕性能下降，失去了 “不銹鋼，， 的本性。上世紀(jì)八十年代初，z. L. aiang等人發(fā)現(xiàn)在某一臨界溫度之下對奧氏體不銹鋼進行低溫滲氮，使不銹鋼表面形成的氮的過飽和固溶體，可以在不降低不銹鋼表面耐蝕性能的前提下，大幅度提高其表面硬度。后來研究發(fā)現(xiàn)，在低溫下對奧氏體不銹鋼滲碳或氮碳共滲同樣可以獲得類似的效果。目前奧氏體不銹鋼低溫硬化處理方法主要有氣體法、離子法。氣體法在進行滲碳前需要用HCl或NH4Cl去除不銹鋼表面的鈍化膜，這就會嚴(yán)重污染環(huán)境；離子法通過離子轟擊去除不銹鋼表面的鈍化膜，并將氮(碳)滲入不銹鋼表面，獲得不降低耐蝕性能的硬化處理，但是在大批量離子滲氮(碳)時，爐內(nèi)的工件溫度測量和溫度均勻性都難以控制，增加了處理難度，所以盡管奧氏體不銹鋼低溫離子硬化處理的研究已有幾十年的歷史，但工業(yè)化應(yīng)用的實例不多。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種處理設(shè)備及工藝簡單、污染輕、溫度易于控制的奧氏體不銹鋼低溫鹽浴硬化處理方法。本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)
一種奧氏體不銹鋼低溫鹽浴硬化處理方法，在溫度490°C以下對奧氏體不銹鋼進行鹽浴硬化處理2-4小時；所述鹽浴中含有CNO -，質(zhì)量濃度控制在35%-45%。所述奧氏體不銹鋼低溫鹽浴硬化處理方法，其特征在于，鹽浴中CNO-的質(zhì)量濃度為 38%ο所述奧氏體不銹鋼低溫鹽浴硬化處理方法，所述鹽浴中包括K2CO3, Na2CO3和 CO(NH2)，質(zhì)量百分比為4:2: (4-6)。所述奧氏體不銹鋼低溫鹽浴硬化處理方法，其特征在于所述鹽浴中還包括5-8% 的 Li2CO3。所述奧氏體不銹鋼低溫鹽浴硬化處理方法，其特征在于在溫度480°C對奧氏體不銹鋼進行鹽浴硬化處理3小時。
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與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下特點
1.由于本實驗所用鹽浴中的CNO-具有較強的還原勢，奧氏體不銹鋼可以在不經(jīng)過去鈍預(yù)處理即可實現(xiàn)表面硬化處理。2. 316L奧氏體不銹鋼經(jīng)過低溫鹽浴硬化處理可獲得具有S相結(jié)構(gòu)特征的硬化層， 硬化處理后不銹鋼的表面硬度是基體硬度的4倍。3.經(jīng)過低溫鹽浴硬化處理后比低溫鹽浴硬化處理前的奧氏體不銹鋼耐蝕性高。


圖1為本發(fā)明奧氏體不銹鋼低溫鹽浴硬化處理后試樣的硬化層的金相照片； 圖2為本發(fā)明奧氏體不銹鋼低溫鹽浴硬化處理后試樣的XRD衍射圖。
具體實施例方式采用AISI 316L的奧氏體不銹鋼試樣，試樣的尺寸為30mmX20mmX5mm。試驗前， 試樣依次用240#、400#、600#、800#、1000#水磨砂紙打磨并拋光，然后分別用丙酮和酒精清
洗試樣表面。組分1，鹽浴中含有質(zhì)量濃度 35% 的 CNO “，20% 的 K2CO3,10%Na 2C03 和 30%C0 (NH2)， 余量為Li2C03。組分2，鹽浴中含有質(zhì)量濃度 40% 的 CNO “，20% 的 K2CO3,10%Na 2C03 和 25%C0 (NH2)， 余量為Li2C03。組分3，鹽浴中含有質(zhì)量濃度 45% 的 CNO “，20% 的 K2CO3,10%Na 2C03 和 20%C0 (NH2)， 余量為Li2C03。組分4，鹽浴中含有質(zhì)量濃度 38% 的 CNO “，20% 的 K2CO3,10%Na 2C03 和 25%C0 (NH2)， 余量為Li2CO3及其他微量元素。實施例1 將上述任一組分在溫度490°C以下對奧氏體不銹鋼進行鹽浴硬化處理 2-4小時。實施例2 將上述任一組分在溫度490°C以下對奧氏體不銹鋼進行鹽浴硬化處理3 小時。實施例3 將上述任一組分在溫度450°C對奧氏體不銹鋼進行鹽浴硬化處理3小時。所述奧氏體不銹鋼低溫鹽浴硬化處理方法，在溫度480°C對奧氏體不銹鋼進行鹽浴硬化處理3小時。在溫度490°C以下對試樣低溫鹽浴處理3小時后其性能如下
如圖1所示，從照片上可以看出硬化層為白亮色，沒有鉻的碳化物或氮化物的析出，呈現(xiàn)出比基體金屬具有更高的耐蝕性能。從圖2中可以看出硬化處理后的試樣仍保持了奧氏體不銹鋼原有的面心立方晶體結(jié)構(gòu)，并且沒有新相生成。與未硬化處理的奧氏體不銹鋼相比，經(jīng)過低溫鹽浴硬化處理后的不銹鋼硬化層的(111)衍射峰向低角度發(fā)生了偏移，呈現(xiàn)出典型的S相結(jié)構(gòu)。由于S相仍保持了奧氏體不銹鋼原有的單相組織，溶入不銹鋼中的氮和碳原子填補了不銹鋼內(nèi)部的晶界、位錯等缺陷的空隙處，所以使得硬化處理后的不銹鋼表面比基體具有更好的耐蝕性能。
由于本實驗所用鹽浴中的CNO —具有較強的還原勢，可以有效地去除不銹鋼表面的鈍化膜，所以在本試驗中不需要專門的去鈍預(yù)處理就能使N和C原子無阻礙地滲入不銹鋼的內(nèi)部，實現(xiàn)不銹鋼的表面硬化處理。
權(quán)利要求
1.一種奧氏體不銹鋼低溫鹽浴硬化處理方法，其特征在于在溫度490°c以下對奧氏體不銹鋼進行鹽浴硬化處理2-4小時；所述鹽浴中含有CNO -，質(zhì)量濃度控制在35%-45%。
2.如權(quán)利要求1所述奧氏體不銹鋼低溫鹽浴硬化處理方法其特征在于，鹽浴中CNO-的質(zhì)量濃度為38%。
3.如權(quán)利要求1或2所述奧氏體不銹鋼低溫鹽浴硬化處理方法所述鹽浴中包括 K2CO3, Na 2C03 和 CO(NH2)，三者質(zhì)量百分比為 4 :2 (4-6)。
4.如權(quán)利要求3所述奧氏體不銹鋼低溫鹽浴硬化處理方法，其特征在于所述鹽浴中還包括5-8%的Li2CO3。
5.如權(quán)利要求3所述奧氏體不銹鋼低溫鹽浴硬化處理方法，其特征在于在溫度480°C 對奧氏體不銹鋼進行鹽浴硬化處理3小時。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種奧氏體不銹鋼低溫鹽浴硬化處理方法，屬于奧氏體不銹鋼表面處理領(lǐng)域。在溫度490℃以下對奧氏體不銹鋼進行鹽浴硬化處理2-4小時；所述鹽浴中含有CNO﹣，質(zhì)量濃度控制在35%-45%，鹽浴中還含有K2CO3、Na2CO3、CO(NH2)、Li2CO3以及其他微量元素。由于本發(fā)明所用鹽浴中的CNO﹣具有較強的還原勢，奧氏體不銹鋼可以在不經(jīng)過去鈍預(yù)處理即可實現(xiàn)表面硬化處理；奧氏體不銹鋼經(jīng)過低溫鹽浴硬化處理可獲得具有S相結(jié)構(gòu)特征的硬化層，硬化處理后不銹鋼的表面硬度是基體硬度的4倍；經(jīng)過低溫鹽浴硬化處理后比低溫鹽浴硬化處理前的奧氏體不銹鋼耐蝕性高。
文檔編號C23C8/56GK102409285SQ20111038050
公開日2012年4月11日 申請日期2011年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月25日
發(fā)明者王征, 王成虎 申請人:江蘇海納機電集團有限公司, 王成虎