[发明专利]一种低温渗氮氮化盐

说明书

技术领域

本发明属于化学技术领域，涉及一种氮化盐，尤其涉及一种低温渗氮氮化盐。

背景技术

低温表面渗氮工艺处理技术是在较低温度下将[N]与表面的铁元素反应结合生成坚硬致密的铁氮化合物，从而可大幅度提高铁基材料的耐磨性和抗蚀性。

但是目前公知的氮化盐适用温度一般在500℃-600℃之间，低于该温度区间，要么渗层太浅，要么盐开始凝固，无法使用。而对于很多奥氏体不锈钢来说如316L和304L钢，在460℃以上处理会出现双相组织不利于耐腐蚀性的要求。对于有些精度要求很高的零件要在其回火温度以下，这就限制了盐浴渗氮工艺的适用范围。

发明内容

本发明的目的在于克服上述盐浴渗氮工艺在低温下凝固和渗层太浅的问题，提供一种低温渗氮氮化盐，该氮化盐中引入了一些特殊的活化成分，其技术方案为：

一种低温渗氮氮化盐，其组成成分与重量百分比为：

CO(NH₂)₂ 45％～50％，KCl 25％～30％，Na₂CO₃ 10％～20％，NaCl 10％～15％，Ce₂CO₃ 5％～10％，NaOH 5％～9％。

将低温渗氮氮化盐按上述配方混合配好后，放入坩埚中在480℃熔化。融化后480℃保温时效8小时，就可以得到本发明的低温渗氮氮化盐。

在使用过程中该发明的反应原理是：

原料熔化时的反应  2CO(NH₂)₂+CO₃^2-→2CNO^-+2NH₃↑+H₂O↑+CO₂↑

氰酸根分解提供活性氮原子  4CNO^-→CO₃^2-+2CN^-+CO+2[N]

氮化过程中的氮化反应  Fe+[N]→Fe₃N

活性氮原子的生成反应  2CO→[C]+CO₂↑

氰根被氧化性成分氧化消耗  CN^-+[O]→CNO^-

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

其中Na₂CO₃和CO(NH₂)₂反应生成氰酸根离子；KCl、NaCl提供中性盐浴的基础环境；稀土碳酸铈Ce₂CO₃可提高氮化盐的活性，促进渗氮；氢氧化钠降低了氮化盐的熔点温度。在工作状态下，氰酸根离子分解而产生的活性氮原子渗入铁基材料表面，在材料表面形成坚硬致密的铁氮化合物，从而提高材料的耐磨性和抗蚀性。该盐熔点低并且能在较低温度状态下能保持一定的氮势，在较高的温度下稳定。从而可以使氮化温度降低到460℃以下。

附图说明

图1是用本发明低温渗氮氮化盐处理316L的金相结果图；

图2是用本发明低温渗氮氮化盐处理45#的金相结果图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细地说明。

一种低温渗氮氮化盐，其组成成分与重量百分比为：

CO(NH₂)₂ 45％～50％，KCl 25％～30％，Na₂CO₃ 10％～20％，NaCl 10％～15％，Ce₂CO₃ 5％～10％，NaOH 5％～9％。

实施例1

316L为例用上述本发明的氮化盐处理，在450℃氮化8小时的金相结果如图1所示，扩散层5um。

实施例2

45#为例用上述本发明的氮化盐处理，在450℃氮化4小时的金相结果如图2所示，化合物层9um。