CN101831604B - 用于液体氮化的氮化盐 - Google Patents

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Abstract

本发明用于液体氮化的氮化盐，按重量百分比由如下组分组成：CO(NH2)2 30％～50％，Na2CO3 10％～20％，K2CO3 10％～20％，NaCL 20％～25％，K2SO3 1％～3％，CeCO3 1％～3％，LiOH 5％～10％。本发明扩大了目前所知氮化盐的使用温度，可对中低碳钢进行化合物层为30μm以上的深层QPQ氮化工艺处理。

Description

用于液体氮化的氮化盐
技术领域：
本发明涉及一种应用于QPQ(液体氮化)工艺处理的氮化盐。
背景技术：
QPQ工艺处理技术是一种液体氮化技术，利用熔融状态下的氮化盐提供活性氮原子[N]渗入铁基表面，形成坚硬致密的铁氮化合物，从而可大幅度提高铁基材料的耐磨性和抗蚀性。
但是，目前公知的QPQ氮化盐由CO(NH2)2，Na2CO3，K2CO3，KOH组成，适用温度一般在520℃～600℃之间，超出该氮化温度区间就会体现为氮化效果极差或氮化盐不稳定，如目前市场上在销售的某些氮化盐就是如此。以45#钢为例，氮化后得到的化合物层深度普遍在20μm以下。这就限制了QPQ工艺的适用范围。
发明内容：
本发明的目的是为了克服目前QPQ工艺氮化盐适用温度范围太窄，氮化化合物层深度不够厚的不足，提供一种扩大目前所知氮化盐的使用温度，可对中低碳钢进行化合物层为30μm以上的深层QPQ氮化工艺处理的用于液体氮化的氮化盐。
本发明的目的是这样来实现的：
本发明用于液体氮化的氮化盐，按重量百分比由如下组分组成：
CO(NH2)230％～50％，Na2CO310％～20％，K2CO310％～20％，NaCl 20％～25％，K2SO31％～3％，CeCO31％～3％，LiOH 5％～10％。
上述的用于液体氮化的氮化盐，按重量百分比由如下组分组成：
CO(NH2)240％，Na2CO310％，K2CO320％，NaCl 20％，K2SO32.5％，CeCO32.5％，LiOH5％。
本发明采用的技术方案是：优化了QPQ氮化盐的配方，添加了能提高盐活性的基础成份稀土碳酸铈CeCO3和氢氧化理LiOH。
在使用过程中本发明的反应原理是：
原料熔化时的反应
Figure GSB00000486650700011
氰酸根分解提供活性氮原子
Figure GSB00000486650700012
氮化过程中的氮化反应
Figure GSB00000486650700013
活性氮原子的生成反应
Figure GSB00000486650700014
氰根被氧化性成分氧化消耗
Figure GSB00000486650700021
其中Na2CO3、K2CO3和CO(NH2)2反应生成氰酸根离子；K2SO3控制氰根离子CN-的含量；NaCl提供中性盐浴的基础环境；稀土碳酸铈CeCO3可提高氮化盐的活性，促进渗氮；氢氧化锂提高盐浴流动性和基础成分的稳定性，拓宽氮化盐的温度适应范围。在工作状态下，氰酸根离子分解而产生的活性氮原子渗入铁基材料表面，在材料表面形成坚硬致密的铁氮化合物，从而提高材料的耐磨性和抗蚀性。
按比例配料，然后将各组分混合，放入坩埚中在580℃左右熔化。融化后在580℃左右保温时效6小时即制得本发明用于液体氮化的氮化盐。就可以进行生产使用。
本发明氮化盐中引入了活化成分，使盐在较低温度状态下能保持一定的氮势，在较高温度状态下基础成分不分解，从而将氮化盐的适用温度扩大到460℃～660℃之间。以45#钢为例，用本发明的深层QPQ氮化盐来处理，可得到30μm以上的深层化合物层，比目前所知的QPQ工艺得到化合物层的深度接近厚一倍。
附图说明：
图1为金相结果照片图。
图2为另一金相结果照片图。
图3为再一金相结果照片图。
具体实施方式：
实施例1：
本实施例1氮化盐按重量百分比由如下组分组成：
CO(NH2)230％，Na2CO320％，K2CO320％，NaCl20％，K2SO31％，CeCO31％，LiOH 8％。
用本实施例1氮化盐对45#钢在650℃氮化2小时，可得到30μm以上的深层化合物层，如图1所示。
实施例2：
本实施例2氮化盐按重量百分比由如下组分组成：
CO(NH2)240％，Na2CO312％，K2CO312％，NaCl22％，K2SO32％，CeCO32％，LiOH10％。
本实施例2适用于570℃氮化工艺条件下使用，氮化盐浴环境稳定。45#钢氮化金相结果如图2所示。
实施例3：
本实施例3氮化盐按重量百分比由如下组分组成：
CO(NH2)245％，Na2CO310％，K2CO310％，NaCl25％，K2SO32％，CeCO33％，LiOH5％。
本实施例3氮化盐适用于480℃氮化工艺条件下使用。45#钢氮化金相结果如图3所示。
实施例4：
本实施例4氮化盐按重量百分比由如下组分组成：
CO(NH2)240％，Na2CO3 10％，K2CO3 20％，NaCl 20％，K2SO3 2.5％，CeCO3 2.5％，LiOH5％。
本实施例4氮化盐适用于580℃氮化工艺条件下使用。氮化质量稳定。氮化盐成本低。
上述实施例是对本发明的上述内容作进一步的说明，但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于上述实施例。凡基于上述内容所实现的技术均属于本发明的范围。

Claims (2)

1.用于液体氮化的氮化盐，按重量百分比由如下组分组成：
CO(NH2)230％～50％，Na2CO310％～20％，K2CO310％～20％，NaCl 20％～25％，K2SO31％～3％，CeCO31％～3％，LiOH 5％～10％。
2.如权利要求1所述的用于液体氮化的氮化盐，其特征在于按重量百分比由如下组分组成：
CO(NH2)240％，Na2CO310％，K2CO320％，NaCl 20％，K2SO32.5％，CeCO32.5％，LiOH5％。
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