[发明专利]自钝化金属的化学活化有效
申请号: | 201980038310.3 | 申请日: | 2019-06-06 |
公开(公告)号: | CN112236540B | 公开(公告)日: | 2023-05-16 |
发明(设计)人: | C·A·W·伊林;彼得·C·威廉姆斯;C·森科 | 申请(专利权)人: | 斯瓦戈洛克公司 |
主分类号: | C23C8/02 | 分类号: | C23C8/02;C23C8/30;C23C8/32;C23C8/80 |
代理公司: | 北京市铸成律师事务所 11313 | 代理人: | 王丹丹;王珺 |
地址: | 美国俄*** | 国省代码: | 暂无信息 |
权利要求书: | 查看更多 | 说明书: | 查看更多 |
摘要: | |||
搜索关键词: | 钝化 金属 化学 活化 | ||
一种由自钝化金属制成并具有限定由于先前金属成形操作而产生的拜尔比层的一个或多个表面区域的工件被活化,以便通过将所述工件暴露于通过加热非聚合N/C/H化合物所产生的蒸气来进行后续低温气体硬化。
背景技术
相关申请的交叉引用
本申请要求2018年6月11日提交的美国临时专利申请序列号62/683,093以及2019年1月14日提交的美国临时专利申请序列号62/792,172的优先权。通过引用将两个申请的全部公开内容并入本文。
常规碳渗
常规(高温)碳渗是一种用于增强成形的金属制品的表面硬度(“表层硬化”)的广泛使用的工业工艺。在典型的商业工艺中,使工件与含碳气体在高温(例如,1,000℃或更高)下接触,从而通过气体的分解释放出的碳原子扩散到工件的表面中。硬化是通过这些扩散的碳原子与工件中的一种或多种金属的反应而发生的,从而形成不同的化学化合物,即碳化物,然后使这些碳化物以离散、极硬的结晶颗粒的形式沉淀在形成工件表面的金属基体中。参见Stickels,“Gas Carburizing”,第312至324页,第4卷,ASM手册,1991,ASMInternational。
不锈钢是耐腐蚀性的,因为当钢暴露在空气中时会立即形成的氧化铬表面涂层阻挡水蒸气、氧气和其他化学物质透过。镍基、钴基、锰基和包含大量铬(通常为10重量%或更多)的其他合金也形成这些不可渗透的氧化铬涂层。钛基合金表现出相似的现象,因为它们在暴露于空气时也立即形成二氧化钛涂层,所述二氧化钛涂层也阻挡水蒸气、氧气和其他化学物质透过。
据说这些合金是自钝化的,不仅是因为它们在暴露于空气后立即形成氧化物表面涂层,而且还因为这些氧化物涂层阻挡水蒸气、氧气和其他化学物质透过。这些涂层与铁和其他低合金钢暴露于空气时形成的氧化铁涂层(例如,锈)在根本上不同。这是因为这些氧化铁涂层不阻挡水蒸气、氧气和其他化学物质透过,如可通过以下事实理解:如果不适当地保护这些合金,它们会被锈完全消耗掉。
当传统上对不锈钢进行碳渗处理时,通过形成负责表面硬化的碳化物沉淀物来使钢的铬含量局部减少。因此,在紧邻碳化铬沉淀物周围的近表面区域中没有足够的铬来在表面上形成保护性氧化铬。由于钢的耐腐蚀性受到损害,因此不锈钢很少会通过常规(高温)碳渗进行表面硬化。
低温碳渗
在二十世纪80年代中期,开发了一种用于对不锈钢进行表层硬化的技术,所述技术是在低温(通常低于约500℃)下使工件与含碳气体接触。在这些温度下,并且假设碳渗持续时间不会太长,通过气体的分解释放出的碳原子扩散到工件表面中,通常深度为20-50μm,而不形成碳化物沉淀物。尽管如此,仍获得了非常坚硬的表层(表面层)。由于不会产生碳化物沉淀物,因此钢的耐腐蚀性不会受到损害,甚至会得到改善。被称为“低温碳渗”的此技术在包括U.S.5,556,483、U.S.5,593,510、U.S.5,792,282、U.S.6,165,597、EPO 0787817、日本9-14019(Kokai 9-268364)和日本9-71853(Kokai 9-71853)的许多出版物中都有描述。
氮渗和碳氮共渗
除碳渗外,氮渗和碳氮共渗也可用于对各种金属进行表面硬化。氮渗的作用与碳渗基本相同,不同之处在于氮渗使用分解以产生氮原子以用于表面硬化的含氮气体,而不是使用分解以产生碳原子以用于表面硬化的含碳气体。
然而,以与碳渗相同的方式,如果在较高温度下且在没有快速淬火的情况下完成氮渗,则通过形成并沉淀扩散原子的离散化合物(即,氮化物)来发生硬化。另一方面,如果在没有等离子的情况下在较低温度下完成氮渗,则由于已扩散到金属的晶格中的氮原子施加在此晶格上的应力来发生硬化,而不形成这些沉淀物。与碳渗一样,不锈钢通常不会通过常规(高温)或等离子氮渗工艺进行氮渗处理,因为当钢中的铬与扩散氮原子反应而导致形成氮化物时,钢的固有耐腐蚀性就会丧失。
该专利技术资料仅供研究查看技术是否侵权等信息,商用须获得专利权人授权。该专利全部权利属于斯瓦戈洛克公司,未经斯瓦戈洛克公司许可,擅自商用是侵权行为。如果您想购买此专利、获得商业授权和技术合作,请联系【客服】
本文链接:http://www.vipzhuanli.com/pat/books/201980038310.3/2.html,转载请声明来源钻瓜专利网。
- 上一篇:包括用于头戴式显示器的光导的光学设备
- 下一篇:可变形膜及其补偿结构
- 同类专利
- 专利分类