[发明专利]金属物体的表面处理

权利要求书

1.形成从金属基材的外表面向内延伸的扩散表面层的方法，所述方法包括：

（i）在活化阶段中，提供含有惰性颗粒耐火材料和用于形成所述扩散表面层的金属基材料的活化处理炉，所述活化处理炉具有被导入到所述活化处理炉中的惰性颗粒耐火材料和金属基材料中并持续第一时间段的惰性气体流，以在卤化氢气体存在下处理所述金属基材料的外表面区域，形成具有活化的表面区域的活化的金属基材料；以及

（ii）在扩散阶段中，提供扩散处理炉并将所述金属基材导入所述扩散处理炉中，所述金属基材已被预处理以形成从金属基材的外表面向内延伸的扩散区，在所述金属基材中氮已被扩散以形成内部扩散区和至少部分由氮化铁、碳化铁或碳氮化铁化合物形成的外部化合物层或白色层，在金属基材的所述外表面上没有氧化物层，以及在所述活化的金属基材料存在下，在被密封以防止环境空气进入的扩散处理炉中，在惰性气体气氛下，在不存在卤化氢气体的情况下将金属基材处理至少第二时间段，以在所述金属基材上形成所述扩散表面层。

2.权利要求1的方法，其中所述活化处理炉与所述扩散处理炉相同。

3.权利要求1的方法，其中所述扩散处理炉与所述活化处理炉不同。

4.权利要求1至3任一项的方法，其还包括：

（i）在预处理阶段中，形成从金属基材的表面向内延伸的所述扩散区，在所述金属基材中氮已被扩散以形成所述内部扩散区和氮化铁、碳化铁或碳氮化铁化合物的所述外部化合物层或白色层；以及

（ii）在所述金属扩散阶段之前，对在所述预处理阶段中形成的金属基材进行处理，以防止在所述表面上形成表面氧化物，或者移除在所述表面上形成的任何所述表面氧化物。

5.权利要求1至4任一项的方法，其中所述活化阶段中的惰性气体流是氮气和/或氩气。

6.权利要求1至5任一项的方法，其中所述惰性颗粒耐火材料是氧化铝或碳化硅。

7.权利要求1至6任一项的方法，其中所述扩散处理炉含有在所述金属扩散阶段中通过惰性气体流流化的惰性颗粒耐火材料。

8.权利要求1至6任一项的方法，其中所述扩散处理炉含有在所述金属扩散阶段中通过振动方式至少部分流化的惰性颗粒耐火材料。

9.权利要求1至8任一项的方法，其中在所述金属扩散阶段中不向扩散处理炉供应氨。

10.权利要求1至9任一项的方法，其中所述第二时间段长于所述第一时间段。

11.权利要求1至10任一项的方法，其中在所述第二时间段中，向所述扩散处理炉脉冲供应卤化氢气体流，历时没有卤化氢气体流的时间段和至少一个卤化氢气体流的时间段。

12.权利要求1至11任一项的方法，其中所述扩散处理炉含有惰性颗粒耐火材料，并且在所述第二时间段中向所述扩散处理炉提供惰性气体流，所述惰性气体流可以在零流速与等于或高于所述扩散处理炉的最低流化速度的流速之间变化。

13.权利要求1至12任一项的方法，其中在所述活化处理炉中维持500℃至750℃之间的温度历时所述第一预定时间段。

14.权利要求1至13任一项的方法，其中在所述扩散处理炉中维持500℃至750℃之间的温度历时所述第二预定时间段。

15.权利要求1至14任一项的方法，其中在所述第一预定时间段中，向所述活化处理炉连续供应所述卤化氢气体。

16.权利要求1至14任一项的方法，其中在所述第一预定时间段中，以供应时间段被不供应时间段隔开的脉冲方式向所述活化处理炉供应所述卤化氢气体。

17.权利要求1至16任一项的方法，其中所述卤化氢气体选自氯化氢气体、溴化氢气体、氟化氢气体和碘化氢气体。

18.权利要求1至14任一项的方法，其中所述卤化氢气体在进入活化处理炉之前与所述惰性气体混合。

19.权利要求1至14任一项的方法，其中所述卤化氢气体在进入扩散处理炉之前与所述惰性气体混合。

20.权利要求1的方法，其中在所述活化阶段中向所述活化处理炉供应氯化铵，所述氯化铵在被导入时被加热以分解成氮气和氯化氢气体，用于所述金属基材料的活化。