[实用新型]一种奥氏体不锈钢海洋环境耐腐蚀的表面改性的共渗设备

说明书

本实用新型公开一种奥氏体不锈钢海洋环境耐腐蚀的表面改性的共渗设备，所述共渗设备包括脉冲离子渗氮炉和辅助阴极装置，所述脉冲离子渗氮炉内设置有金属板，所述辅助阴极装置盖设在所述金属板外侧，所述金属板的表面用于放置待处理材料，所述辅助阴极装置与电源阴极连接。本实用新型在能够提高奥氏体不锈钢海洋环境腐蚀的表面改性时的氮氧共渗效率。

技术领域

本实用新型涉及金属表面技术领域，具体涉及一种奥氏体不锈钢海洋环境耐腐蚀的表面改性的共渗设备。

背景技术

奥氏体不锈钢由于表面存在致密的钝化膜层，在氧化性介质具有优异的耐腐蚀性能。但奥氏体不锈钢也存在晶间腐蚀和点蚀两种主要腐蚀方式。而点蚀则是一种典型的局部腐蚀，广泛存在于钢铁中，特别是在某些介质(Cl^-离子)条件下，局部腐蚀(点蚀，晶间腐蚀)是主要的腐蚀形式。奥氏体不锈钢的点蚀主要在含氯离子的介质中发生，氯离子也可同酸或其它盐类一起产生作用。一般来说，氯离子含量越高越易引起点蚀，主要原因是材料的钝化膜对氯离子敏感。当有氧或酸存在时，金属更易发生点蚀。

现有技术中，离子渗氮技术处理AISI 304奥氏体不锈钢形成了纳米改性层和氮化相，低温时，氮化物析出被完全抑制，获得了单一相的氮氧化合物层。XRD表明原始奥氏体基体衍射峰向低角度偏移，形成新的较宽的衍射峰。在ASTM卡片中无法找到该相，故把此新相称之为S相。S相的发现使得同时提高不锈钢耐蚀性和硬度成为可能。

随后，通过实施氮化前的预氧化工艺，可以在表面形成保护性氧化物层，从而提高不锈钢的耐腐蚀性。预氧化和氮化的连续实施导致在钢表面产生氧化物和离散的Cr氮化颗粒。在后氧化过程中，控制氧化以避免赤铁矿(Fe₂O₃) 的形成是非常重要的，同时增强了具有高耐腐蚀性的纯磁铁矿(Fe₃O₄)的形成。通过氮化物和氧化物可以有效地提高金属材料的耐腐蚀性。

然而，关于氮氧共渗改性层的微观形态分析和氯化物环境中改性层对不锈钢的耐腐蚀性的影响研究很少。有人对奥氏体不锈钢进行先氮化后通入适量空气的氮氧共渗工艺研究中发现样品硬度和耐磨性都有提高但没有有关耐腐蚀性的研究；还有人对45钢进行了先氮化后氮氧共渗的处理，仅研究了空气对氮化的动力学影响(催化现象)；另外有人人对12Cr1MoV管道钢先预氧化后氮化的研究，发现在盐雾环境中，其抗腐蚀性能提高，但表面形成氧化物疏松，导致表面硬度过低。

在研究一种抗腐蚀性强、表面硬度高的奥氏体不锈钢海洋环境耐腐蚀的表面改性方法的同时，需要提供一种相应的使用设备，同时能够提高氮氧共渗效率。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型实施例提供一种奥氏体不锈钢海洋环境耐腐蚀的表面改性共渗设备，解决的技术问题是：如何提高奥氏体不锈钢海洋环境耐腐蚀的表面改性时的氮氧共渗效率。

问题的解决方案：提供了一种奥氏体不锈钢海洋环境耐腐蚀的表面改性方法的共渗设备，所述共渗设备包括脉冲离子渗氮炉和辅助阴极装置，所述脉冲离子渗氮炉内设置有金属板，所述辅助阴极装置盖设在所述金属板外侧，所述金属板的表面用于放置待处理材料，所述辅助阴极装置与电源阴极连接。

进一步的，所述辅助阴极装置包括柱形筒和平面盖，所述平面盖盖设在所述柱形筒的上端，所述辅助阴极装置的机构为金属网材料。

进一步的，所述金属网材料为AISI 1020钢。

进一步的，所述脉冲离子渗氮炉的底壁内侧与金属板之间设有绝缘隔离块。

进一步的，所述脉冲离子渗氮炉的侧壁上设有进气孔，所述脉冲离子渗氮炉的底壁设有出气孔。

进一步的，所述共渗设备还包括脉冲电源、配气系统、检测系统以及控制系统，所述脉冲电源、配气系统以及检测系统与所述控制系统电连接。