[发明专利]铝及铝合金表面三段气体氮化方法

权利要求书

1.铝及铝合金表面三段气体氮化方法，包括如下步骤：

  1）去除表面氧化膜

    a．预处理并清洗工件表面；

b．第一次浸锌，在室温环境下将经清洗的所述工件浸入浸锌溶液中进行第一次浸锌，时间50～70s；

c．水洗，用水清洗经第一次浸锌后的所述工件；

d．退锌，将经水洗后的所述工件在室温下浸入硝酸HNO3 水溶液中退锌；

e．第二次浸锌，在室温环境下将经退锌的所述工件浸入浸锌溶液中进行第二次浸锌，时间时间25～35s；

f．水洗吹干，用水清洗经第二次浸锌后的所述工件并吹干或晾干；

  2）表面氮化

    a．排除氧气：将经上述去除表面氧化膜的所述工件置于渗氮炉内后，使炉温升至300℃并保持该温度，通入氨气以排除炉内氧气，直到氨分解率小于10%；

b．第一次升温：使炉温升至560~590℃，在升温过程中逐渐减少氨气流量，直到氨分解率达到15~25%；

c．第一段渗氮：保持炉温560~590℃，5~10小时，此过程保持氨分解率在10~25%； 

d．第二次升温，一段渗氮完成后，使炉温升至620~640℃，同时减少氨气流量，使此温度下的氨分解率达到35~55%；

e. 第二段渗氮：保持炉温620~640℃，8~20小时，此过程保持氨分解率在35~55%；

f.降温：将炉温降至570~600℃，并保持氨分解率在25~45%；

g．第三段渗氮：保持炉温570~600℃，10~20小时，保持氨分解率为25~45%；

h．退氮，保持炉温570~600℃，减少氨气流量，致使氨分解率至70~80%，此状态保持1.5～2小时。

2.根据权利要求1所述的铝及铝合金表面二段气体氮化方法，其特征在于所述浸锌溶液是按1升水溶解下列质量化合物的配比关系所得溶液，

氧化锌ZnO               10~30 g ，

         氢氧化钠NaOH            50~70g ，

         酒石酸钾钠KNaC₄ H₄O₆    50 ~90g。

3.根据权利要求1所述的铝及铝合金表面二段气体氮化方法，其特征在于所述去除表面氧化膜步骤中的退锌过程所用硝酸HNO3 水溶液为1∶0.8～1∶1.1容积比 的水与硝酸HNO3 的混合溶液,所述工件浸入该溶液中的时间为6~12s。

4.根据权利要求1所述的铝及铝合金表面二段气体氮化方法，其特征在于所述去除表面氧化膜步骤中的预处理过程包含依次进行的化学除油、热水洗、冷水洗、酸浸蚀和水洗的分步骤。

5.根据权利要求1所述的铝及铝合金表面的氮化方法，其特征在于所述表面氮化的排气步骤中，在所述工件置于渗氮炉内后，将炉子升温，在炉温升至300℃时开始通入氨气。