CN101691648A - 一种用于钢铁快速微弧碳氮共渗的溶液及碳氮共渗方法 - Google Patents

一种用于钢铁快速微弧碳氮共渗的溶液及碳氮共渗方法 Download PDF

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蒋永锋
包晔峰
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Abstract

一种用于钢铁快速微弧碳氮共渗的溶液及碳氮共渗方法，属于钢铁表面处理技术领域。组分按重量百分比计算：含碳氮有机物：25-40％，亚硝酸盐：40-50％，卤化物：10-15％，水：10-15％。将钢铁试样放入配制的快速微弧碳氮共渗溶液中，以钢铁为阴极，石墨为阳极，在室温条件下加电压至220V-300V，处理5-15分钟，渗层厚度可达0.02-0.06mm，因溶液为室温，处理后零件无变形，无后处理，简化了处理工序，很好地降低了成本。

Description

一种用于钢铁快速微弧碳氮共渗的溶液及碳氮共渗方法
技术领域
本发明属于钢铁表面处理技术领域，特指一种用于钢铁在室温条件下快速微弧碳氮共渗的溶液。
背景技术
传统的碳氮共渗是在550℃左右加热的条件进行，其目的是通过碳氮共渗提高钢铁表面的耐磨性、疲劳强度和耐蚀性，以提高刀具和磨具的寿命。但生产过程中容易引起零件的变形，且提高了成本。专利200610134315与200680046315分别叙述的钢铁碳氮共渗配方和工艺就是这种传统技术。
钢铁在溶液中快速微弧碳氮共渗是一种新型的钢铁表面改性技术，该技术在特定的电解液中，以被处理钢铁为阴极，惰性材料为阳极，阴阳极之间施加一定的电压，使电解液与钢铁界面上产生电弧放电，形成等离子体态的碳、氮活性粒子，这些粒子在电场的作用下快速吸附、渗透到钢铁表层，形成氮、碳化物，实现钢铁表面的强化或改性。该技术制备的碳氮共渗层性能达到甚至超过传统碳氮共渗技术制备的碳氮共渗层的性能，其对实际应用有重要的意义。
发明内容
本发明针对以上的不足，提供一种新型的钢铁在室温条件下快速微弧碳氮共渗的溶液。该溶液与环境兼容性好(电解液为弱碱性溶液)，工作温度要求低(＜50℃)，处理速度快(5-15分钟)，具有处理效率高、节能、环保的特点。本发明处理后零件无变形，无需后处理，渗层厚度可达0.02-0.06mm，降低了成本，且该溶液适合几乎所有的钢铁在溶液中快速微弧碳氮共渗工艺。
本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明所述钢铁在溶液中快速微弧碳氮共渗溶液组分及各组分的重量百分比为：含碳氮有机物：25-40％，亚硝酸盐40-50％，卤化物：10-15％，水：10-15％；所述的含碳氮有机物为乙醇胺或三乙醇胺，所述的亚硝酸盐为亚硝酸钠或亚硝酸钾，所述的卤化物为氯化钠或氯化钾，所述的水为蒸馏水或去离子水。
使用上述溶液对钢铁快速碳氮共渗的方法如下：将钢铁试样放入配制的快速微弧碳氮共渗溶液中，以钢铁为阴极，石墨为阳极，在室温条件下加电压至220V-300V，处理5-15分钟，渗层厚度可达0.02-0.06mm。
本发明具有实质性特点和显著进步，本发明开发研究的钢铁在溶液中快速微弧碳氮共渗溶液，因溶液为室温，无后处理，处理后零件无变形，简化了处理工序，很好地降低了成本，渗层厚度可达0.02-0.06mm。
具体实施方式
结合本发明技术方案提供以下实施例：
实施例1
首先在一个10L槽中取2/3的蒸馏水，依次溶解3500g乙醇胺和4000g亚硝酸钾，等槽中试剂全部溶解之后，将1500g氯化钠在快速搅拌下倒入槽液中，直至完全混合均匀，最后加水至10L，得到电解液，将38CrNiMo试样放入配制的快速微弧碳氮共渗溶液中，以38CrNiMo试样为阴极，石墨为阳极，加电压至230V，处理6分钟，即可得到渗层厚度可达0.04mm。
实施例2
首先在一个10L槽中取2/3的去离子水，依次溶解的3000g三乙醇胺和5000g亚硝酸钠，等槽中试剂全部溶解之后，将1000g氯化钾在快速搅拌下倒入槽液中，直至完全混合均匀，最后加水至10L得到电解液，将20钢试样放入配制的快速微弧碳氮共渗溶液中，以20钢为阴极，石墨为阳极，加电压至250V，处理10分钟，即可得到渗层厚度可达0.03。
实施例3
首先在一个15L槽中取2/3的蒸馏水，依次溶解3500g乙醇胺和5000g亚硝酸钠，等槽中试剂全部溶解之后，将1000g氯化钠在快速搅拌下倒入槽液中，直至完全混合均匀，最后加水至10L得到电解液，将60钢试样放入配制的快速微弧碳氮共渗溶液中，以HT100为阴极，石墨为阳极，加电压至280V，处理5分钟，即可得到渗层厚度可达0.05mm。

Claims (3)

1.一种用于钢铁快速微弧碳氮共渗的溶液，组分按重量百分比计算：含碳氮有机物：25-40％，亚硝酸盐40-50％，卤化物：10-15％，水：10-15％。
2.权利要求1所述的一种用于钢铁快速微弧碳氮共渗的溶液，其特征在于：含碳氮有机物为乙醇胺或三乙醇胺，亚硝酸盐为亚硝酸钠或亚硝酸钾，卤化物为氯化钠或氯化钾，水为蒸馏水或去离子水。
3.使用权利要求1所述的溶液对钢铁进行碳氮共渗的方法，其特征在于：将钢铁试样放入配制的快速微弧碳氮共渗溶液中，以钢铁为阴极，石墨为阳极，在室温条件下加电压至220V-300V，处理5-15分钟，渗层厚度可达0.02-0.06mm。
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