CN103361596A

CN103361596A - 表面改性处理的氧化盐

Info

Publication number: CN103361596A
Application number: CN2013103415990A
Authority: CN
Inventors: 罗德福; 张辉
Original assignee: CHENGDU WOTEAM MACHINERY TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: CHENGDU WOTEAM MACHINERY TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2013-08-08
Filing date: 2013-08-08
Publication date: 2013-10-23
Anticipated expiration: 2033-08-08
Also published as: CN103361596B

Abstract

本发明公开了一种用于表面改性处理的氧化盐，按重量百分比由下列组分组成：Na₂CO₃20%～30%、NaNO₃30%～40%、NaNO₂20%～30%、CeSO₄10%～20%。采用本发明氧化盐对渗氮后零件进行氧化处理，既可以清除零件从氮化盐浴中带出的残余氰根，又可以使得零件表面形成一层致密的四氧化三铁氧化膜，进一步增加零件的抗腐蚀性和耐磨性，同时使得零件获得漂亮的黑色或蓝黑色外观。

Description

表面改性处理的氧化盐

技术领域：

本发明涉及一种专用于对渗氮后零件进行表面改性氧化处理（QPQ）的氧化盐。

背景技术：

已有的通过盐浴渗氮的表面处理方式可以在零件表面形成一层致密的氮化层，该氮化层具有极高的耐磨性和耐腐蚀性，可以在很大程度上提高零件的使用寿命，但是零件经盐浴渗氮处理后，零件会从氮化盐浴中带出少量由氰酸根分解而产生的氰根，从而使得零件清洗水中含有剧毒的氰根，不但危害人体健康，也对环境造成很大破坏。这就需要人们寻求一种方法，对零件附着的残余氰根进行分解，使其转化成无公害物质。

为了解决上述问题，在一些实际生产过程中，增加了一道氧化工序，即利用一些化工原料包括碳酸钠、硝酸钠、亚硝酸钠以及硫酸锶，按照一定比例配比而成的氧化盐浴对氮化之后的零件进行氧化，使其表面形成氧化膜的同时，消除了零件从氮化盐浴中带出的氰根，达到了环保的目的。但是在氧化过程中，存在盐浴氧化能力不强、盐浴弥散的刺激性气味有害健康以及氧化后的零件外观达不到要求等问题，进而使产品质量下降。

发明内容：

本发明的目的是为了提供一种能更好的解决零件从氮化盐浴中带出的氰根造成的环境污染问题，同时避免其他类似氧化盐在氧化过程中产生的各种问题的表面改性处理的氧化盐。

本发明表面改性处理的氧化盐，按重量百分比由下列组分组成：Na₂CO₃20%~30%、NaNO₃30%~40%、NaNO₂20%~30%、CeSO₄10%~20%。

将上述各组分按比例配好搅拌粉碎，即成本发明表面改性处理的氮化盐。

本发明适用于所有经氮化盐浴处理的零件。

本发明氧化盐在使用过程中的反应是：

零件附着氰根被分解 CN^―+氧化盐→NaCNO（KCNO）

零件附着氰酸根被分解 CNO^―+氧化盐→Na₂CO₃（K₂CO₃）

零件表面生成四氧化三铁氧化膜

2Fe+O₂→2FeO

4Fe+3O₂→2Fe₂O₃

FeO+Fe₂O₃→Fe₃O₄

氧化膜在电子显微镜下呈灰白色，为致密的黑色氧化物四氧化三铁。氧化工序不仅在工件的化合物层以外形成氧化膜，而且化合物层本身也吸收了高达质量分数为8%氧，比一般盐浴氮化后直接水冷的化合物层中的含氧量高6倍，即在氧化过程中不仅在表面生成氧化膜，还有一部分氧以间隙形式溶入化合物晶格中，使表面钝化，进一步改善了表面的耐蚀性和耐磨性。

本发明表面改性处理的氧化盐具有很强的氧化性，可以使零件在其中进行反应之后十分彻底的清除氮化盐浴中带出来的氰根，达到完全环保无毒；在零件表面形成一层致密的四氧化三铁氧化膜，进一步增加了零件的抗腐蚀性和耐磨性，同时使零件获得漂亮的黑色或蓝黑色外观，使得零件外观更黑、更亮、更美观；此外，本发明提供的氧化盐由于不含氢氧化钠组分，在反应过程中，不会产生刺激性气味，避免发生其他一些相类似氧化盐因弥散黏结皮肤上而造成发痒等现象，应用过程中更加环保健康。

表1为产品未氧化与增加氧化工序后的耐蚀性比较

表1 氧化与未氧化耐蚀性比较

处理工艺	腐蚀损失/（g/m²）（24h）
		580℃、90min盐浴氮化，水冷	12.3
580℃、90min盐浴氮化，氧化	0.5

附图说明：

图1为高速钢材料经QPQ处理后表面形成氧化膜的金相照片。

图2为应用本发明氧化盐氧化后的产品零件照片。

图3为应用本发明氧化盐氧化后的另一产品零件照片。

图4为应用本发明氧化盐氧化后的再一产品零件照片。

图5为应用本发明氧化盐氧化后的又一产品零件照片。

具体实施方式：

实施例1：

本实施例1氧化盐按重量百分比由如下组分组成：

Na₂CO₃20%、NaNO₃40%、NaNO₂30%、CeSO₄10%。

实施例2：

本实施例2氧化盐按重量百分比由如下组分组成：

Na₂CO₃30%、NaNO₃30%、NaNO₂20%、CeSO₄20%。

实施例3：

Na₂CO₃25%、NaNO₃35%、NaNO₂25%、CeSO₄15%。

采用本发明氧化盐处理已通过盐浴渗氮的零件表面进行氧化处理的方法如下：

1、将氧化盐按配方混合配好后，添加至50%坩埚高度，此高度定为初始盐面高度。

2、打开电源，将温度设置为240℃，之后随时查看坩埚和电源仪表情况。

3、观察盐面高度，当盐面下降后，及时添加氧化盐，使盐面高度升高到初始盐面高度。

4、当盐全部熔化成液体，液面高度升高到初始盐面高度后，再适当添加少量的氧化盐，约5~10Kg，以提升液面，熔化完后，再添加。如此以少量多次的原则添加盐，直到液面升高到距离坩埚口15~25cm处。

5、氧化盐液面高度升高到位后，在240℃保温0.5h以上，待水分大量挥发，液面平静无气泡逸出后，再将温度升高到260℃，保温0.5h以上，又待液面平静无气泡逸出后再升温到280℃。如此循环升温，分别在280℃、300℃、330℃、360℃、400℃、450℃保温时效，最后在500℃保温2小时。再降低到350~400℃，就可在需要的温度进行生产使用。

图1为高速钢材料经QPQ处理后表面形成氧化膜的金相照片。

图2为应用本发明氧化盐氧化后的产品零件照片。

图3为应用本发明氧化氧化后的另一产品零件照片。

图4为应用本发明氧化氧化后的再一产品零件照片。

图5为应用本发明氧化盐氧化后的又一产品零件照片。

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

1.表面改性处理的氧化盐，按重量百分比由下列组分组成：

Na₂CO₃20%～30%、NaNO₃30%～40%、NaNO₂20%～30%、CeSO₄10%～20%。