[发明专利]一种不锈钢精密管材表面离子氮化处理工艺方法

摘要

本发明属于不锈钢管材表面处理技术领域，具体涉及一种不锈钢精密管材表面离子氮化处理工艺方法，目的是解决控制棒组件中不锈钢包壳管表面渗氮技术空白问题，用以完善核电燃料元件制造产业链。本发明经过39炉次的反复渗氮工艺试验，研究确定了低温渗氮工艺路线及工艺参数，经按照产品技术条件要求对不锈钢管材表面渗氮层进行技术检测(成果另行申报发明)，并与法国渗氮管实物进行了各项技术性能指标的实际比对，渗氮管的尺寸、表面粗糙度、渗层厚度、化合物层相结构及分布、渗氮层脆性、渗氮层疏松和脉状氮化物的检测数据与法国渗氮管基本相当，渗氮层耐腐蚀性能优于法国渗氮管。

主权项

1.一种不锈钢精密管材表面离子氮化处理工艺方法，具体包括如下步骤：步骤一：开炉前检查1.1 根据《离子氮化炉点检表》内容进行开炉前点检，点检内容包括:冷却水示流器的转动，外加热调功器打开，所需气体介质压力、储量；1.2 使用洁净白布擦拭设备的密封胶圈及法兰盘；1.3 将装有工件的工作台缓慢下降到密封胶圈处，保持十秒左右确认炉体下降到最低点；用万用表检查炉体与工件是否有接触；步骤二：抽真空直接输入压力值，开启真空泵抽真空，达到设定压力后进行检漏；步骤三：外加热升温置换管道及炉内气体，进行外加热；当工件温度达到工艺温度后，进入辉光升温阶段；步骤四：辉光升温4.1 辉光开启后注意观察辉光颜色，正常氢气辉光应为蓝白色，若辉光变成白色、红色或其他颜色立即检查气路的异常；4.2 升温过程中每30±10min巡视炉内辉光情况，发现弧光放电、辉光不均匀现象时及时处理，排除故障；4.3 升温过程中每60±10min巡视冷却水水温，根据各位置冷却水温度调节水阀开关，以保证观察窗、炉底盘各位置冷却条件良好；4.4 保温阶段开始前，将氮气、氢气气体流量、真空度调整到工艺要求范围内，然后向炉内通入甲烷，工作期间不允许离开工作岗位，随时处理跳闸、断电、停水、停气突发事件，并尽快恢复设备的正常运转；步骤五：保温5.1 保温过程中每60±20min进行一次巡检，填写《外辅助加热式离子渗氮炉参数巡检记录》；5.2 注意观察炉内产品上下层温差及辉光差异，保温期间正常炉内辉光应均匀稳定；5.3 观察温度、压力、流量保温参数并注意其波动情况；步骤六：停炉冷却6.1 停炉方式1保温结束后，若工艺无特殊停炉操作要求即可关闭加热器，打开外冷风机，关闭真空泵6.2 停炉方式2对于变形要求较高的工件，即需要缓慢冷却的工件，保温时间到后，应维持预置温度值不变，关小气体介质流量，调低电压、调小占空比继续维持辉光；使工件带辉光缓慢降温；当温度达到设定值以下后，按程序停炉；步骤七：产品出炉卸下炉盖上的水管、阴阳极现、热电偶接头，将炉体升起，转至下料台下料；在产品出炉的时候一定要佩戴洁净白色手套，确保产品的表面清洁度。