奥氏体不锈钢及其硬化方法技术

本发明专利技术属于材料硬化技术领域，具体涉及一种奥氏体不锈钢及其硬化方法。一种奥氏体不锈钢的硬化方法，包括如下步骤：提供奥氏体不锈钢初始材料；对所述奥氏体不锈钢初始材料的表面进行氦气轰击处理，然后在等于或小于350℃的条件下进行渗氮处理，使所述奥氏体不锈钢初始材料表面形成渗氮层；将形成有所述渗氮层的奥氏体不锈钢初始材料表面依次进行抛光处理和活化处理，然后在所述渗氮层上镀铬钛膜。该硬化方法不仅不会降低奥氏体不锈钢固有的防锈性能，而且会进一步提高其表面硬度，使奥氏体不锈钢的表面具有抗耐磨性，防擦伤、刮伤能力显著性提高。

Austenitic Stainless Steel and Its Hardening Method

The invention belongs to the technical field of material hardening, in particular to an austenitic stainless steel and its hardening method. A hardening method for austenitic stainless steel includes the following steps: providing the initial material of austenitic stainless steel; bombarding the surface of the initial material of austenitic stainless steel with helium gas, and then nitriding at or below 350 degrees C to form a nitriding layer on the surface of the initial material of austenitic stainless steel; and forming austenitic stainless steel with the nitriding layer. The surface of the initial steel material is polished and activated in turn, and then chromium-titanium film is plated on the nitriding layer. This hardening method will not only not reduce the inherent rust resistance of austenitic stainless steel, but also further improve its surface hardness, so that the surface of austenitic stainless steel has abrasion resistance, scratch resistance is significantly improved.

【技术实现步骤摘要】
奥氏体不锈钢及其硬化方法
本专利技术属于材料硬化
，具体涉及一种奥氏体不锈钢及其硬化方法。
技术介绍
奥氏体不锈钢，是指在常温下具有奥氏体组织的不锈钢，由于奥氏体不锈钢具有全面的和良好的综合性能，在各行各业中获得了广泛的应用。奥氏体不锈钢无磁性而且具有高韧性和塑性，但强度较低，一般不可能通过相变使之强化。钟表零件如表座、表带等因要求有优良的防锈性能，一般采用奥氏体不锈钢材料制造，但因奥氏体不锈钢硬度不高，容易产生擦伤、划伤等缺陷。奥氏体不锈钢因组织是奥氏体，不能通过常规热处理如淬火等工艺进行硬化；而采用渗金属或离子氮化处理，可以实现对奥氏体不锈钢的硬化，但该过程一般因处理温度较高(通常400℃以上)，材料组织中的合金元素如铬、钛等因产生溅射逸出以及形成金属间化合物等现象，在材料组织中的比例会出现大幅度的下降，使不锈钢表面的硬化层组织不再是奥氏体，从而使其防锈性能出现大幅度的下降，这对钟表零件而言，是绝对不允许的。因此，现有技术有待改进。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种奥氏体不锈钢及其硬化方法，旨在解决现有奥氏体不锈钢的硬化处理效果不理想的技术问题。为实现上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案如下：本专利技术一方面提供一种奥氏体不锈钢的硬化方法，包括如下步骤：提供奥氏体不锈钢初始材料；对所述奥氏体不锈钢初始材料的表面进行氦气轰击处理，然后在等于或小于350℃的条件下进行渗氮处理，使所述奥氏体不锈钢初始材料表面形成渗氮层；将形成有所述渗氮层的奥氏体不锈钢初始材料表面依次进行抛光处理和活化处理，然后在所述渗氮层上镀铬钛膜。本专利技术提供一种奥氏体不锈钢的硬化方法中，先将奥氏体不锈钢初始材料的表面进行氦气轰击处理，通过利用低能量的氦气轰击可以将奥氏体不锈钢初始材料表面的钝化膜去除以露出活性基体；然后进行渗氮处理，而在温度≤350℃的条件下渗氮，不仅可以有效降低奥氏体不锈钢内的合金元素如铬、钛等因溅射逸出表面，而且在该温度条件下氮在奥氏体不锈钢基体中主要以固溶体的形式存在，这样形成的渗氮层不会降低不锈钢的防锈性能；最后依次进行抛光处理和活化处理，这样可使渗氮层的表面微孔结构活化，能更好地与后续镀上的铬钛膜相结合，而镀上的铬钛膜可以弥补渗氮过程中铬钛的微量损失，不仅提高了硬化后的奥氏体不锈钢的综合防锈性能，而且进一步提高了其表面硬度。总之，本专利技术的奥氏体不锈钢的硬化方法不仅不会降低奥氏体不锈钢固有的防锈性能，而且会进一步提高其表面硬度，使奥氏体不锈钢的表面具有抗耐磨性，防擦伤、刮伤能力显著性提高。本专利技术另一方面提供一种奥氏体不锈钢，所述奥氏体不锈钢经本专利技术的上述奥氏体不锈钢的硬化方法进行硬化处理。本专利技术提供的奥氏体不锈钢经本专利技术的奥氏体不锈钢的硬化方法进行硬化处理，这样得到的奥氏体不锈钢不仅不会降低固有的防锈性能，而且会进一步提高其表面硬度，使奥氏体不锈钢的表面具有抗耐磨性，防擦伤、刮伤能力显著性提高，可以很好地适用于钟表零件。具体实施方式为了使本专利技术要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。一方面，本专利技术实施例提供了一种奥氏体不锈钢的硬化方法，包括如下步骤：S01：提供奥氏体不锈钢初始材料；S02：对所述奥氏体不锈钢初始材料的表面进行氦气轰击处理，然后在等于或小于350℃的条件下进行渗氮处理，使所述奥氏体不锈钢初始材料表面形成渗氮层；S03：将形成有所述渗氮层的奥氏体不锈钢初始材料表面依次进行抛光处理和活化处理，然后在所述渗氮层上镀铬钛膜。本专利技术实施例提供一种奥氏体不锈钢的硬化方法中，先将奥氏体不锈钢初始材料的表面进行氦气轰击处理，通过利用低能量的氦气轰击可以将奥氏体不锈钢初始材料表面的钝化膜去除以露出活性基体；然后进行渗氮处理，而在温度≤350℃的条件下渗氮，不仅可以有效降低奥氏体不锈钢内的合金元素如铬、钛等因溅射逸出表面，而且在该温度条件下氮在奥氏体不锈钢基体中主要以固溶体的形式存在，这样形成的渗氮层不会降低不锈钢的防锈性能；最后依次进行抛光处理和活化处理，这样可使渗氮层的表面微孔结构活化，能更好地与后续镀上的铬钛膜相结合，而镀上的铬钛膜可以弥补渗氮过程中铬钛的微量损失，不仅提高了硬化后的奥氏体不锈钢的综合防锈性能，而且进一步提高了其表面硬度。总之，本专利技术实施例的奥氏体不锈钢的硬化方法不仅不会降低奥氏体不锈钢固有的防锈性能，而且会进一步提高其表面硬度，使奥氏体不锈钢的表面具有抗耐磨性，防擦伤、刮伤能力显著性提高。进一步地，在上述步骤S01中，该奥氏体不锈钢初始材料为现成的不锈钢材料，即为现有方法制成的奥氏体不锈钢但未经本专利技术实施例的硬化方法处理过的不锈钢材料，这样的奥氏体不锈钢初始材料表面一般含有一层主要成分为三氧化二铬的钝化膜。进一步地，在上述步骤S02中，对所述奥氏体不锈钢初始材料的表面进行氦气轰击处理，这样可以去除表面的钝化膜。氦在元素周期表中排第二位，其能量仅高于氢，在堕性气体中能量最低，因此，用低能量的氦气快速轰击奥氏体不锈钢初始材料表面去除钝化膜后，露出活性基体(即钝化膜去除后的不锈钢基体)，以利于后续渗氮的正常进行；同时，因氦气能量较低，不足以造成奥氏体不锈钢材料组织中的合金元素如铬、钛等因溅射逸出而损失。进一步地，所述氦气轰击处理的温度为195℃-205℃、时间为4min-6min；在该温度和时间范围内，氦气轰击的效果最佳。更进一步地，所述氦气轰击处理在真空条件下进行，优选的真空度为1Pa-5Pa。在本专利技术一优选实施例中，氦气轰击的具体过程为：将奥氏体不锈钢初始材料在炉内加温，抽真空；当温度达到200℃，将真空度抽到1-5Pa，将阴极电压调整到400-450V，连续注入氦气5min。进一步地，在上述步骤S02中，所述渗氮处理为离子渗氮处理，通过离子渗氮处理在奥氏体不锈钢初始材料表面形成渗氮层，该渗氮层为一层金属固溶体硬化层，该渗氮层中，在原有结构中挤入氮原子，而不形成金属间的化合物。在温度≤350℃的条件下渗氮，一方面因能量低，低奥氏体不锈钢材料组织中的合金元素如铬、钛等因溅射逸出极少，另一方面，该温度条件下，氮在金属基体中主要以固溶体的形式存在，以金属间化合物形式存在基本没有，因此不会造成基体中合金元素铬、钛的明显损失，从而不会造成防锈性能的下降。进一步地，在320℃-350℃的条件下进行述渗氮处理，且所述渗氮处理的时间为3-4h；在该温度和时间范围内，渗氮效果最佳。更进一步地，所述渗氮处理在真空条件下进行，优选的真空度为5Pa-10Pa。在本专利技术一优选实施例中，离子渗氮的具体过程为：氦气短时轰击后，保持真空度1-5Pa，继续加温到250℃时开始注入氢气；继续加温，在温度达到320℃-350℃范围内，调节真空度到5-10Pa，阴极电压调整到500-550V，注入氮气，保温3-4h。最终，可以得到厚度为20μm-30μm的渗氮层，该厚度条件下的渗氮层硬度可以达到700Hv-900Hv。通过该渗氮处理工艺，从而在奥氏体不锈钢初始材料表面形成一层金属固溶体结构的、高硬度的渗氮层。上述优选实施例中，氢气与氮气形成一定比例的混合气体，可以控制渗氮层的结构组成、厚度及渗氮本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种奥氏体不锈钢的硬化方法，其特征在于，包括如下步骤：提供奥氏体不锈钢初始材料；对所述奥氏体不锈钢初始材料的表面进行氦气轰击处理，然后在等于或小于350℃的条件下进行渗氮处理，使所述奥氏体不锈钢初始材料表面形成渗氮层；将形成有所述渗氮层的奥氏体不锈钢初始材料表面依次进行抛光处理和活化处理，然后在所述渗氮层上镀铬钛膜。

【技术特征摘要】
1.一种奥氏体不锈钢的硬化方法，其特征在于，包括如下步骤：提供奥氏体不锈钢初始材料；对所述奥氏体不锈钢初始材料的表面进行氦气轰击处理，然后在等于或小于350℃的条件下进行渗氮处理，使所述奥氏体不锈钢初始材料表面形成渗氮层；将形成有所述渗氮层的奥氏体不锈钢初始材料表面依次进行抛光处理和活化处理，然后在所述渗氮层上镀铬钛膜。2.如权利要求1所述的硬化方法，其特征在于，所述氦气轰击处理的温度为195℃-205℃；和/或所述氦气轰击处理的时间为4min-6min；和/或所述氦气轰击处理的真空度为1Pa-5Pa。3.如权利要求1所述的硬化方法，其特征在于，在320℃-350℃的条件下进行述渗氮处理；和/或所述渗氮处理的时间为3-4h；和/或所述渗氮处理的真空度为5Pa-10Pa。4.如权利要求1所述的硬化方法，其特征在于，所述渗氮层的厚度为20μm-30μm。5.如权利要求1所述的硬化方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：张克来，林育周，罗建东，
申请(专利权)人：天王电子深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44