[发明专利]马氏体不锈钢氮碳共渗方法及其制品

说明书

技术领域

本发明涉及金属体表面氮碳共渗方法，具体说，是一种马氏体不锈钢氮碳共渗方法及其制品。

背景技术

在奥氏体不锈钢制品表面氮碳共渗，使其硬化，既保持制品的耐蚀性，又改善制品的耐磨性，在机械制造领域被广泛应用，而马氏体不锈钢氮碳共渗工艺尚无先例。但在一些特殊场合，例如飞机的平板阀组件，该组件中有好几个零件，都需要用马氏体不锈钢材料制造，再经氮碳共渗处理，才能满足使用要求，否则，飞机的安全性难于保证。

发明内容

本发明提供一种马氏体不锈钢氮碳共渗方法及其制品，可满足上述要求。

本发明的技术方案是：

一种马氏体不锈钢氮碳共渗方法，所述马氏体不锈钢是铬含量10～15重量％的马氏体不锈钢，在氨气和二氧化碳气氛中于550～560℃温度范围内氮碳共渗。该方法包括步骤：

①.共渗前的调质热处理；

②.去除油污及钝化膜；

③.氮碳共渗。

所述调质热处理的步骤是：

淬火：时在1020～1040℃的温度下保持10+2分钟/每mm零件厚度，油冷；

高温回火：600～640℃的温度下保温60+1分钟/每mm零件厚度，水冷。

所述去除油污及钝化膜的步骤是：

1).表面喷砂或化学除油；

2).酸液洗涤去除钝化膜。

所述氮碳共渗的工艺条件是：氮碳共渗温度550～560℃，第一段氨分解率为25～40％，二氧化碳的通往量为氨气的8～12％，保持时间为4～8小时；第二段氨分解率为30～50％，二氧化碳的通往量为氨气的8～12％，保持时间为1～1.5小时；第三段氨分解率为35～50％，二氧化碳的通往量为氨气的8～12％，保持时间为1～1.5小时。

一种马氏体不锈钢制品，该制品用铬含量10～15重量％的马氏体不锈钢制成，具有由上述方法制得的氮碳共渗硬化表层。

所述氮碳共渗硬化表层深度≥0.05mm；氮碳共渗硬化表层硬度HV≥509。

一种用于上述马氏体不锈钢制品的钝化液，由如下组分配制而成：

硝酸20-25％(体积比)；重铬酸钠3-4％(体积比)；余量(体积比)是水。

上述马氏体不锈钢制品的钝化方法，将该马氏体不锈钢制品置于上述的钝化液中钝化，钝化时间5分钟。

本发明的技术效果：

本发明找到了马氏体不锈钢氮碳共渗的方法，成功地开发出氮碳共渗的马氏体不锈钢制品，满足了特殊行业对该类制品的需求。用本发明制造的飞机平板阀组件零件，技术性能优越，完全满足使用要求，有效地提高了飞机的安全性。

附图说明

图1是本发明的工艺流程图

具体实施方式

现以2Cr13马氏体不锈钢(零件厚度为10mm)氮碳共渗热处理为例，详细说明本发明。

用马氏体不锈钢材料粗加工成零件半成品，留精加工余量。然后按照图1所示的步骤进行处理：

一、调质热处理

将半成品零件进行调质处理，淬火时在1030℃的温度下保持(10+2分钟/每mm零件厚度)30分钟，油冷；高温回火620℃的温度下(60+1分钟/每mm零件厚度)保温70分钟，水冷；检查硬度HRC24-28，按HB5022-94检查芯部组织合格。

上述调质处理也可在下料后进行，将零件毛料调质后再粗加工成半成品。

二、表面喷砂

将零件半成品表面喷砂，可以除去油污，还可以破坏零件表面钝化膜。

三、表面去钝化膜

再用10％体积比的磷酸洗涤零件，进一步腐蚀残余钝化膜，将其彻底去除，其化学反应如下：

8H₃PO₄+3Fe₃O₄→6Fe(PO₄)+Fe₃(PO₄)₂+12H₂O

H₃PO₄+Fe→Fe₃(PO₄)₂+H₂↑

去除表面钝化膜务必彻底，否则将严重影响后序的氮碳共渗，钝化膜会阻止氮碳原子的渗入，使氮碳共渗极其困难，导致氮碳共渗层各处的深度不一致。

四、氮碳共渗

用氨气和二氧化碳作氮碳共渗剂，在550～560℃下进行氮碳共渗。