根除氰根污染的钢铁软氮化工艺制造技术

本发明专利技术是根除氰根污染的钢铁软氮化工艺，当炉温升到工作温度５００－６００℃，将工件送入炉内，然后关闭炉盖加以密封，打开排气口，同时通入氨气（或氨＋氨分解气，或氨＋氮），分解率Ｖ为１５－７５％，再将炉温升温至工作温度，并保持工作温度稳定，通过调节氨加入量使氨分解率保持在工艺规定的范围内，软氮化时间为０．５－４小时，出炉前向炉内滴入水或通入水蒸汽，最后出炉冷却。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及的是一种钢铁软氮化工艺，尤其是一种根除氰根污染的钢铁软氮化工艺，属于金属材料热处理领域。由于软氮化工艺能够获得好的性能，因此在机械工业中应用十分广泛，现有的各种软氮化工艺的共同特点均是氮碳共渗，因而炉内的活性碳、氮原子不可避免地要产生氰化物，造成严重的环境污染。对此，专业人员在通过软氮化工艺获得所需要的性能的同时，竭力注意环境保护问题，也采取了一些有效地减少污染的措施，如工件在进炉前清洗干净、出炉时再点火燃烧、提高炉子的密封性等等，但仍无法从根本上解决根除氰化物的源头，经过文献检索发现都是没有摆脱上述所采用的措施，即“铁基材料的软氮化处理均在含有碳的气氛中进行”。本专利技术的目的在于克服现有技术中的不足，提出了一种根除氰根污染的钢铁软氮化工艺，从根本上消除了氰化物污染环境的可能。本专利技术的技术方案主要是采用了根除氰根污染的钢铁软氮化工艺，即在钢铁软氮化处理时，通过选择适当的温度、时间、氮势和冷却方式，用只含氮不含碳的介质进行处理的工艺，并在出炉前滴入水或通入水蒸汽消除炉内剩余的氨气。本专利技术所确定的工艺参数为温度500-600℃；介质纯氨(或氨+氨分解气，或氨+氮)，分解率V为15-75％，时间0.5-4小时，软氮化结束后向炉内滴入水或通入水蒸汽10-20分钟。冷却方法①直接出炉冷却，②易变形零件在炉内冷却，至500℃以下出炉冷却；冷却介质水或水溶液或油或空冷。当炉温升到工作温度500-600℃，将工件送入炉内，然后关闭炉盖加以密封，打开排气口，同时通入氨气(或氨+氨分解气，或氨+氮)，分解率V为15-75％，再使炉温升温至工作温度，并保持工作温度稳定，通过调节氨加入量使氨分解率保持在工艺规定的范围内，软氮化时间为0.5-4小时，然后向炉内滴入水或通入水蒸汽15-20分钟，最后出炉冷却，冷却介质为水或水溶液或油或空冷。本专利技术效果显著，具有实质性的进步，首先对保护环境防止氰化物污染具有重大意义；再则，本专利技术可以广泛应用于碳钢、铸铁、合金模具钢、高速钢、耐热钢、不锈钢和渗氮钢等钢铁材料；另外，利用本专利技术所获得金属材料的性能不亚于现有的软氮化(同时加入氮化碳)的性能。以下将结合四个实施例对本专利技术进一步描述实施例一材料Cr12MoV冷冲模，工艺条件温度500℃，时间4小时，NH3+NH3分解，分解率V＝15-25％，出炉前通入水蒸汽出炉油冷(或空冷)。获得性能硬度＞1000HV，渗层深度0.05mm，冷冲模寿命从12000件提高到35000件。实施例二材料20Cr钢制丝杆φ15×950，工艺条件温度570℃，时间4小时，纯氨，分解率V＝20-30％，出炉前滴入水蒸汽，随炉冷却至470℃出炉，空冷。获得性能硬度＞700HV，渗层深度0.2mm，热处理变形＜0.015mm、零件表面呈兰黑色，美观，耐腐蚀性优于发黑处理。实施例三材料45#钢橡胶模，工艺条件温度600℃，时间0.5小时，纯氨，分解率V＝50-60％，出炉前滴水，出炉水冷。获得性能硬度≥700HV，渗层深度0.05-0.06mm，寿命为从使用半年提高到2年。实施例四材料高速钢铣刀W6Mo5Cr4V2，工艺条件温度550℃，时间0.5小时，纯氨，分解率V＝75％，出炉前滴入水，并随炉冷却至450℃出炉空冷。获得性能硬度≥1100HV，渗层深度0.03-0.05mm。权利要求1.一种根除氰根污染的钢铁软氮化工艺，其特征在于当炉温升到工作温度500-600℃，将工件送入炉内，然后关闭炉盖加以密封，打开排气口，同时通入氨气，(或氨+氨分解气，或氨+氮)，分解率为15-75％，再将炉温升温至工作温度，并保持工作温度稳定，通过调节氨加入量使氨分解率保持在工艺规定的范围内，软氮化时间为0.5-4小时，出炉前向炉内滴入水或通入水蒸汽，最后出炉冷却。2.根据权利要求1所述的这种根除氰根污染的钢铁软氮化工艺，其特征还在于工件出炉前向炉内滴水或通入水蒸汽15-20分钟。3.根据权利要求1所述的这种根除氰根污染的钢铁软氮化工艺，其特征还在于冷却介质为水或水溶液或油或空气。全文摘要本专利技术是根除氰根污染的钢铁软氮化工艺,当炉温升到工作温度500—600℃,将工件送入炉内,然后关闭炉盖加以密封,打开排气口,同时通入氨气(或氨+氨分解气,或氨+氮),分解率V为15—75%,再将炉温升温至工作温度,并保持工作温度稳定,通过调节氨加入量使氨分解率保持在工艺规定的范围内,软氮化时间为0.5—4小时,出炉前向炉内滴入水或通入水蒸汽,最后出炉冷却。文档编号C23C8/24GK1242434SQ9911392公开日2000年1月26日 申请日期1999年7月29日 优先权日1999年7月29日专利技术者潘健生, 胡明娟, 毛立忠 申请人:上海交通大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种根除氰根污染的钢铁软氮化工艺，其特征在于当炉温升到工作温度５００－６００℃，将工件送入炉内，然后关闭炉盖加以密封，打开排气口，同时通入氨气，（或氨＋氨分解气，或氨＋氮），分解率为１５－７５％，再将炉温升温至工作温度，并保持工作温度稳定，通过调节氨加入量使氨分解率保持在工艺规定的范围内，软氮化时间为０．５－４小时，出炉前向炉内滴入水或通入水蒸汽，最后出炉冷却。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：潘健生，胡明娟，毛立忠，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]