钢铁零件的盐浴低温电解渗硫制造技术

本发明专利技术属黑色金属的表面电化学处理技术。盐浴低温电解渗硫过程中不断产生大量不溶物－渣，使盐浴老化。发明专利技术人发现该渣中部分为磁性物、部分为非磁性物。本发明专利技术将磁性渣及时地提取出，并用添加技术将非磁性渣转化成磁性渣。如此使盐浴中的总渣含量维持在２．０％以内、磁性渣保持在０．２－１．０％、非磁性渣小于１．０％，盐浴长久不老化，处于高活性状态。本发明专利技术所述方法以旧的回收盐为主，新盐用量少，不存在旧盐用不了而累积报废现象。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术(钢铁零件的盐浴低温电解渗硫)属黑色金属的表面电化学处理技术。其作用是在钢铁零件表面生成一层硫化物层。该层有优异的抗擦伤和抗粘着能力，并使摩擦系数减少1/3-2/3，结果使零件的耐磨性大幅度提高。本专利技术是对已有盐浴低温电解渗硫技术的重大改进。盐浴低温电解渗硫工艺的最大缺点是盐浴易老化。老化的最主要原因是盐浴中的不溶物一渣。当渣含量超过2.5-3.0％时，即开始老化。法国专利“黑色金属的表面处理方法”采用连续过滤的方法将盐浴中颗粒大于10μ的渣过滤掉，将渣含量维持在2.5％以下。“低温电解渗硫盐浴活性的研究”(《金属热处理》1986,NO2,P9-16)利用50％新盐+50％回收盐+Sx的方法。降低渣的生成速度，提高开始老化的渣含量，以延长盐浴寿命。由于渗硫过程中渣的生成速度很快，所以过滤的工作量很大，又要用一套昂贵的过滤设备；新旧(回收)盐对半再加Sx，虽可延长盐浴寿命，但很有限。这不仅要经常更换全部用盐，且新盐用量大，很快积累大量旧盐。因用不了而只有报废。结果成本太高，无法工业应用。在对盐浴低温电解渗硫的应用与研究中，本专利技术人发现以下几个及其重要的现象1、渗硫过程中如果无渣生成或生成速度很低，渗硫便不能正常进行。盐浴活性最佳时，生渣速度也是最高时。2、渗硫过程中盐浴内产生的不溶物—渣有磁性和非磁性之别，或更准确地说渣有可被永磁体吸附和不易被吸附之别；磁性渣颗粒细微，非磁性渣颗粒粗大；磁性渣生成速度远大于非磁性渣；磁性渣和非磁性渣能相互转化。3、两种渣均影响盐浴的活性。不论磁性渣含量多与少，非磁性渣量大于1.0％时盐浴活性变差；磁性渣少于0.2％活性亦差，高于1.0％时向非磁性渣转化加剧，活性会急剧衰退。为了保证盐浴的高活性，总渣量不要超过2.0％。4、向盐浴中添加新盐，粗颗粒的非磁性渣能很快细化成直经小于10μ的磁性渣。基于以上重要发现，本专利技术人采用以下措施收到了及其良好的效果盐浴活性可简单方便的随时调整，长久地维持高活性，渗硫过程可控地处于正常状态之下。其方法是1、盐浴配比为6-15％的新盐+94-85％的回收盐。新旧盐配比不需1∶1。这样节省了大量新盐，充分利用了旧盐，消除了旧盐堆积而大批报废的现象。2、如附图所示，用不锈钢板做一个不渗漏的盒子1，内装满多块500-1200高斯的永磁体2。将该盒置于170-200℃盐浴中10-45分钟，然后取出用水冲去盒外吸附的磁性渣和粘附的盐。反复做几次，盐浴中的磁性渣含量便会降低。工作过程中酌情这样做几回，磁性渣可长久地维持在1.0％以下。若提出不锈钢盒，盒外粘附的渣很快连同盐浴自动下流，对应永磁体极端的地方没有或几乎没有吸附物，这时磁性渣含量已低于0.2％。为保证盐浴中的磁性渣在0.2-1.0％的范围内，提出盒子，盐下流后盒外对应磁体端面处剩下的磁性渣尚存较薄一层时，应停止磁性渣的清除。若此时盐浴中有明显可见的颗粒较大的非磁性渣，应及时地添加新盐，做渣的转化。把装永磁体的不锈钢盒当做挂具，工件吸贴在外表面，渗硫和吸取磁性渣便可同时进行。渗硫结束后提出盒子，推下工件，再用水冲净吸附物及粘盐。这样做一举两得。对应磁体端面的盒外吸附的磁性渣较少，或卸下工件后，盒外的渣很容易用水冲去时，只推下工件，不冲洗盒外，以保证盐浴中的磁性渣有足够的含量大于0.2％。3、当盐浴中明显可见的颗粒较大的非磁性渣较多时，活性开始降低。应及时向盐浴内补加新盐，以便把非磁性渣转化成磁性渣，使渣细微化。新盐添加量为每渗1平方米面积加0.35-0.7公斤，每班添加一次。新盐包括开始配制整槽盐时用的新盐在内。如此可保证盐浴中的非磁性渣长期维持在1.0％以下。当2、3两项工作做到后，盐浴中的总渣含量可保证在2.0％以内。4、本专利技术所说的回收盐是从渗硫后工件上收回的粘带盐、冲磁性渣时冲下的盐及活性不好的老化盐，混在一起，用水溶成饱和液，静置24小时以上，让不溶物充分沉淀，然后吸取出上面干净的溶液，盛于不锈钢锅(槽)内，加热至150-180℃，恒温10-24小时，蒸发净水分，再冷却到室温成结晶晶体，倾出放在密闭干燥处待用。本专利技术即上述长久保持高活性的方法适用于盐浴构成成份为60-75％KCNS+40-25％NaCNS；渗硫工艺为工件作阳极、盐槽壳作阴极、直流电压1.5-3V、电流密度0.3-0.8A/dm2盐浴温度180-200℃，渗硫时间5-25分钟。实用举例盐浴基本成份75％KCNS+25％NaCNS。槽子容量约65公斤盐。开始时的盐浴配比10％新盐+90％回收盐。每炉装炉量(即每次要渗硫工件的表面积)约0.5平方米。渗硫工艺直流电压2-2.6V，直流电流16-24A，温度190-195℃，时间10-13分钟。内装500-900高斯永磁体的不锈钢盒子，既用于吸取磁性渣又当做装夹工件的挂具。渗硫结束，提出盒子，卸下工件，用水冲净盒外吸附的渣及粘附的盐。每渗一炉都这样做。若盒外吸附不易流走的磁性渣较少，或用水很容易冲洗掉时，只卸下工件不用水冲洗，以保证盐浴中磁性渣含量大于0.2％。当盐浴中渣的颗粒明显变大，表明非磁性渣已偏高，应降低其浓度添加新盐，每个班按每渗1平方米面积加0.4-0.45公斤。渗硫500余炉次，即渗硫面积250平方米后，盐浴中含渣量始终保持在总渣量∠1.5％，磁性渣0.3-0.8％，非磁性渣∠0.8％，盐浴活性良好，无任何老化迹象。权利要求1.一种钢铁零件的盐浴低温电解渗硫方法。其特征是将渗硫过程中盐浴里产生的磁性不溶物-磁性渣用永磁体吸取出；用添加新盐的办法把非磁性渣转化成磁性渣。使盐浴中的总渣量维持在2.0％以下、磁性渣在0.2-1.0％内、非磁性渣小于1.0％。2.按权利要求1的方法，其特征是将500-1200高斯的永磁体装于如附图所示的不锈钢盒内。把该盒置于170-200℃的盐浴中静置10-45分钟，然后取出，用水冲去盒外吸附的磁性渣及粘附的盐，反复做几次。工作过程中每班做几回。若从盐浴中提出盒子，盒外对应永磁体端面处未被下流盐带走而剩余的磁性渣较少时应停止吸取。这样，磁性渣可长久地维持在0.2-1.0％以内。3.按权利要求1的方法，其特征在于装永磁体的盒子亦可做装夹工件的挂具、把渗硫和吸取磁性渣结合在一起进行。渗硫结束后提出盒子，推下工件，再用水冲净盒外。对应永磁体端面处吸附的磁性渣量较少时，只推下工件，不冲洗盒外。4.按权利要求1的方法，其特征在于每个班应向盐浴中添加一次新盐。新盐(包括配制整槽盐时所用的8-15％的新盐)用量为每渗1平方米表面积添加0.35-0.7公斤。从而保证非磁性渣含量低于1.0％。5.按权利要求2、3、4所述、其特征在于总渣含量小于2.0％。6.按权利要求1的方法，其特征是开始配制盐浴时，配比为85-92％的回收盐，15-8％的新盐；盐浴的化学成分是60-75％KCNS140-25％NaCNS。7.按权利要求6所述，其特征在于回收盐是指从不锈钢盒上冲洗磁性渣时冲下的盐、从工件上清洗下来的粘带盐、活性减退的老化盐等。用水溶成饱和溶液、静置沉淀后吸取出干净的溶液、再于150-180℃保持10-24小时蒸发净水份、冷却成块状晶体。8.按权利1的要求方法，其特征是渗硫工艺参数是直流电压1.53V，电流密度0.3-0.8A/本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钢铁零件的盐浴低温电解渗硫方法。其特征是将渗硫过程中盐浴里产生的磁性不溶物－磁性渣用永磁体吸取出；用添加新盐的办法把非磁性渣转化成磁性渣。使盐浴中的总渣量维持在２．０％以下、磁性渣在０．２－１．０％内、非磁性渣小于１．０％。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张志乾，
申请(专利权)人：张志乾，
类型：发明
国别省市：61[中国|陕西]