[发明专利]一种用于奥氏体不锈钢的渗铬方法、渗铬剂及零件

说明书

本发明公开了一种用于奥氏体不锈钢的渗铬方法、渗铬剂及零件，该渗铬方法采用渗铬剂包埋零件，加热至零件的固溶温度完成渗铬，所述渗铬剂中，采用铬含量大于或等于99％的铬粉作为供铬剂。所述渗铬剂可用于所述渗铬方法，所述零件为采用所述渗铬方法获得的零件。采用本方案提出的技术方案，可有效保障金属材料热处理质量。

技术领域

本发明涉及金属制品表面热处理技术领域，特别是涉及一种用于奥氏体不锈钢的渗铬方法、渗铬剂及零件。

背景技术

渗铬是将铬元素渗入金属制件表面的表面化学热处理工艺。常见的渗铬方式包括填料埋渗法(又称固体法、粉末法)、气体法、熔盐法(又称液体法)、真空法、静电喷涂或涂敷热扩散法渗铬等。高温合金渗铬后能提高抗氧化、抗高温热腐蚀和低温热腐蚀性能。

现有固体法渗铬技术中，采用固体粉末包埋渗的方案进行，渗铬粉一般由铬粉和助渗剂组成，如真空炉中以0.133Pa真空度下进行真空渗铬，常用温度为1100～1150℃，保温时间视要求渗层厚度而定。如：把零件埋在渗铬剂内，加热到固溶温度进行渗铬，然后随炉冷至600℃，出炉空冷，渗层厚度约0.07～0.15mm，表面硬度可达1300～1500HV。

现有技术中，如申请号为CN201911301039.6，发明创造名称为在奥氏体不锈钢表面制备金属陶瓷涂层的方法的技术方案中，提供了一种采用涂层粉，所述涂层粉包括供铬剂和促渗剂，所述促渗剂为氯化铵、氟化铵和碘化铵中的一种或几种的混合物，将涂层粉和不锈钢制品置入真空室，而后通过对真空室进行分阶段加热和保温，以在不锈钢表面形成碳化物和氮化物层，同时可在不锈钢表面上获得铬化物层的技术方案。如申请号为CN89105024.8，发明创造名称为一种粉末固体渗铬剂及其制取方法，提供了一种选用氯化铵、碘化铵等铵盐做催化剂，经化学反应后生成的混合物作为需要制备的渗铬剂的技术方案。

对现有渗铬技术做进一步优化，无疑对我国金属材料热处理技术的发展具有重要意义。

发明内容

针对上述提出的对现有渗铬技术做进一步优化，无疑对我国金属材料热处理技术的发展具有重要意义的技术问题，本发明提供了一种用于奥氏体不锈钢的渗铬方法、渗铬剂及零件。采用本方案提出的技术方案，可有效保障金属材料热处理质量。

针对上述问题，本发明提供的一种用于奥氏体不锈钢的渗铬方法、渗铬剂及零件及加工方法通过以下技术要点来解决问题：一种用于奥氏体不锈钢的渗铬方法，该渗铬方法采用渗铬剂包埋零件，加热至零件的固溶温度完成渗铬，所述渗铬剂中，采用铬含量大于或等于99％的铬粉作为供铬剂。

现有技术中，零件在固溶温度完成渗铬即为对零件进行固溶渗铬热处理，所采用渗铬剂的成分一般包括供铬剂、填充剂以及促渗剂，关于供铬剂，可选择的，包括铬粉、氧化铬、铬铁粉或为以上三者中任意两者或三者的混合物。从渗层质量考虑，氧化铬以及铬铁粉不但杂质含量更高(如铬铁粉中碳含量和硅含量较高，氧化铬中的杂质中一般包括氧化硅，碳杂质伴随零件的固溶热处理，会影响奥氏体不锈钢表面的耐腐蚀性能，硅为铁素体形成元素，伴随零件的固溶热处理，会影响奥氏体不锈钢表面的晶间腐蚀敏感性)，影响渗铬质量；铬铁粉和氧化铬相较于铬粉，在相同渗铬工艺下，一般渗层更浅且渗层的致密性更低。

本方案针对以上提出的问题，同时结合奥氏体不锈钢的组分特点或材料特点，提供了一种在奥氏体不锈钢渗铬过程中，采用铬粉作为供铬剂，同时限定为：所述铬粉中铬含量大于或等于99％(作为本领域技术人员，该99％为铬元素的质量分数：铬在铬粉质量中的占比)的技术方案，旨在针对如下问题：

首先：在实际渗铬过程中，为了控制生产成本，多使用氧化铝等惰性填充料(填充剂)来增加体积以求达到渗铬剂包埋零件的目的，卤素盐活化剂(促渗剂)的质量与为达到渗铬层技术要求使用的铬粉(供铬剂)质量都需要经过精密计算，如活化剂过多，零件表面会产生“花斑”一样的表面局部腐蚀；活化剂过少，渗层厚度会出现偏差，甚至达不到技术要求。而铬粉的纯度实际上影响的是铬元素的量，故铬粉纯度更高，便于精确控制铬元素的量。