CN104674158B - 一种popo盐浴三元共渗复合共渗处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种popo盐浴三元共渗复合共渗处理方法，包括以下步骤：(1)打磨抛光金属工件；(2)清洗；(3)预热；(4)N、C、S三元共渗：将预热后的工件转入氮化盐浴炉内进行三元共渗，共渗温度为550‑580℃，共渗时间为3‑3.5h；(5)氧化：将N、C、S三元共渗后的工件转入氧化盐浴炉进行氧化，氧化温度为395‑405℃，氧化时间为20‑30min；(6)去盐；(7)抛光；(8)氧化；(9)清洗干燥；(10)渗油。通过该工艺流程对其金属工件表层进行处理，可获得高耐磨性、抗咬合性、高耐腐蚀性、耐疲劳性、不易变形、表面粗糙度大大降低的金属工件。

Description

一种popo盐浴三元共渗复合共渗处理方法
技术领域
本发明属于金属表面热处理方法领域，具体涉及一种popo盐浴三元共渗复合共渗处理方法。
背景技术
盐浴共渗技术，是充分利用金属表面硬化层0.01-0.02mm化合物的相面组织中存在的微细微孔，将工件置于含有活性原子的熔盐液中，将活性原子渗入工件表面，从而改变钢铁材料在静载负荷和交变应力下的强度性能、摩擦性、成形性和耐腐蚀性，使金属工件达到高强度、耐磨、表面光滑、美观的标准。
但现有的共渗处理工艺处理后的金属工件耐磨性、耐腐蚀性不够好，工件表面光滑度不强。
发明内容
本发明针对上述不足之处而提供的一种popo盐浴三元共渗复合共渗处理方法，popo(Polish-Oxidation-Polish-Oxidation)技术是一种先进的金属熔盐表面强化改性技术，具体工艺流程为抛光-清洗-预热-三元共渗-氧化-去盐-抛光-氧化-清洗干燥-渗油，通过该工艺流程对其金属工件表层进行处理，可获得高耐磨性、抗咬合性、高耐腐蚀性、耐疲劳性、不易变形、表面粗糙度大大降低的金属工件。
为实现上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种popo盐浴三元共渗复合共渗处理方法，包括以下步骤：
(1)打磨抛光金属工件：去除毛刺，使粗糙度为0.2-0.3um；
(2)清洗：用脱脂剂去除金属工件上的油污及附着物；
(3)预热：将清洗干净的工件置于预热炉中进行预热，预热温度为300-400℃，预热时间为2-3h；
(4)N、C、S三元共渗：将预热后的工件转入氮化盐浴炉内进行三元共渗，共渗温度为550-580℃，共渗时间为3-3.5h；
其中，氮化盐浴炉中含有基础盐和再生盐，每千克工件消耗8-20g基础盐，20-25g再生盐；共渗完成后工件厚度达到打磨抛光前厚度，氮化盐浴炉中碳酸根离子的重量百分比为16％-18％、氰根离子的重量百分比小于等于3％、氰酸根离子的重量百分比为35％-39％；
(5)氧化：将N、C、S三元共渗后的工件转入氧化盐浴炉进行氧化，氧化温度为395-405℃，氧化时间为20-30min；
其中，处理前氧化盐浴炉中硝酸根离子的重量百分比为25％-29％、碳酸根离子的重量百分比为11％-17％、氢氧根离子的重量百分比为12％-19％；每千克工件消耗20-30g氧化盐；
(6)去盐：用清水清洗工件，去除工件表面残留的盐类物质；
(7)抛光：对去盐后的金属工件进行抛光，使工件粗糙度为0.4-0.6um；
(8)氧化：将步骤(7)得到的抛光后的工件转入氧化盐浴炉进行氧化，氧化温度为395-405℃，氧化时间为20-30min；
其中，处理前氧化盐浴炉中硝酸根离子的重量百分比为25％-29％、碳酸根离子的重量百分比为11％-17％、氢氧根离子的重量百分比为12％-19％；每千克工件消耗20-30g氧化盐；
(9)清洗干燥：用清水清洗工件并烘干；
(10)渗油：将清洗干燥后的工件在机油中浸泡10min。
本发明提供的一种popo盐浴三元共渗复合共渗处理方法，有以下几种有益效果：
(1)本发明两次抛光、两次氧化，可增加工件的耐腐蚀性、耐磨性、表粗糙度降低、不易变形等性能。
(2)本工艺流程具有简单、易于操作、效率高、适用范围广等优点。
具体实施方式
Popo(Polish-Oxidation-Polish-Oxidation)技术是一种先进的金属熔盐表面强化改性技术，具体工艺流程为抛光-清洗-预热-三元共渗-氧化-去盐-抛光-氧化-清洗干燥-渗油，通过该工艺流程对其金属工件表层进行处理，可获得高耐磨性、抗咬合性、高耐腐蚀性、耐疲劳性、不易变形、表面粗糙度大大降低的金属工件。
实施例
一种popo盐浴三元共渗复合共渗处理方法，包括以下步骤：
(1)打磨抛光金属工件：用衍磨机和WX-A1-60型圆管抛光机对金属工件去除毛刺，降低金属工件表面粗糙度，使粗糙度为0.2-0.3um；
(2)清洗：用脱脂剂JM-4去除金属工件上的油污及附着物；
(3)预热：将清洗干净的工件置于预热炉中进行预热，控制预热炉内的温度在300-400℃之间，将工件保温2-3h，此步骤能限制盐浴温度的下跌幅度，从而缩短工件进入盐浴炉后降温以及相应的升温过程所需的时间；
(4)N、C、S三元共渗：将预热后的工件转入氮化盐浴炉内进行三元共渗，共渗温度为550-580℃，共渗时间为3-3.5h；
其中，氮化盐浴炉中含有基础盐和再生盐，每千克工件消耗8-20g基础盐，20-25g再生盐；共渗完成后工件厚度达到打磨抛光前厚度，氮化盐浴炉中碳酸根离子的重量百分比为16％-18％、氰根离子的重量百分比小于等于3％、氰酸根离子的重量百分比为35％-39％；
(5)氧化：将N、C、S三元共渗后的工件转入氧化盐浴炉进行氧化，氧化温度为395-405℃，氧化时间为20-30min；
其中，处理前氧化盐浴炉中硝酸根离子的重量百分比为25％-29％、碳酸根离子的重量百分比为11％-17％、氢氧根离子的重量百分比为12％-19％；每千克工件消耗20-30g氧化盐；
(6)去盐：用80℃以上的热水清洗，去除工件表面残留的盐类物质；
(7)抛光：工件经共渗、氧化后，表面粗糙度达0.8-0.9um，用WX-A1-60型圆管抛光机对去盐后的金属工件进行抛光，降低金属工件表面粗糙度，使粗糙度为0.4-0.6um；
(8)氧化：将步骤(7)得到的抛光后的工件转入氧化盐浴炉进行氧化，氧化温度为395-405℃，氧化时间为20-30min；
其中，处理前氧化盐浴炉中硝酸根离子的重量百分比为25％-29％、碳酸根离子的重量百分比为11％-17％、氢氧根离子的重量百分比为12％-19％；每千克工件消耗20-30g氧化盐；
(9)清洗干燥：用80℃以上的热水清洗工件并烘干；
(10)渗油：将清洗干燥后的工件在机油中浸泡10min。
本发明所使用的基础盐、再生盐和氧化盐的生产厂家是上海江凯金属表面处理技术有限公司。
本发明提供的一种popo盐浴三元共渗复合共渗处理方法，将其用于金属工件的处理，处理结果见表1。
表1Popo盐浴三元共渗复合共渗处理金属工件
盐雾耐腐蚀性试验：35℃条件下，在试验箱内喷雾5％的氯化钠水溶液，其耐受时间的长短决定耐腐蚀性能的好坏。
耐磨性试验：先测出试样的重量，使用磨料磨损试验机对试样进行磨损，再测其重量，失重决定耐磨性好坏。
分别使用popo技术和QPQ技术对工件进行耐磨性试验和盐雾耐腐蚀性试验，比较结果见表2。
表2耐磨性试验和盐雾耐腐蚀性试验比较
项目 QPQ技术 popo技术
盐雾耐腐蚀性试验 300小时 400小时
耐磨性试验1(Hr) 18.9mg 6.1mg
耐磨性试验2(Hr) 0.18mg 0.036mg
耐磨性试验3(Hr) 8.30mg 3.14mg
耐磨性试验1、2、3所用的工件分别是35Mn、4CrMoVSi、35CrMo。
由此可见，使用本发明的提供的popo技术对金属工件进行N、C、S三元共渗处理，处理后的工件具有高耐磨性、高耐腐蚀性、硬度好不易变形、表面光滑、粗糙度大大降低等特性。

Claims (1)

1.一种popo盐浴三元共渗复合共渗处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)打磨抛光金属工件：去除毛刺，使粗糙度为0.2-0.3μm；
(2)清洗：用脱脂剂去除金属工件上的油污及附着物；
(3)预热：将清洗干净的工件置于预热炉中进行预热，预热温度为300-400℃，预热时间为2-3h；
(4)N、C、S三元共渗：将预热后的工件转入氮化盐浴炉内进行三元共渗，共渗温度为550-580℃，共渗时间为3-3.5h；
其中，氮化盐浴炉中含有基础盐和再生盐，每千克工件消耗8-20g基础盐，20-25g再生盐；共渗完成后工件厚度达到打磨抛光前厚度，氮化盐浴炉中碳酸根离子的重量百分比为16％-18％、氰根离子的重量百分比小于等于3％、氰酸根离子的重量百分比为35％-39％；
(5)氧化：将N、C、S三元共渗后的工件转入氧化盐浴炉进行氧化，氧化温度为395-405℃，氧化时间为20-30min；
其中，处理前氧化盐浴炉中硝酸根离子的重量百分比为25％-29％、碳酸根离子的重量百分比为11％-17％、氢氧根离子的重量百分比为12％-19％；每千克工件消耗20-30g氧化盐；
(6)去盐：用清水清洗工件，去除工件表面残留的盐类物质；
(7)抛光：对去盐后的金属工件进行抛光，使工件粗糙度为0.4-0.6μm；
(8)氧化：将步骤(7)得到的抛光后的工件转入氧化盐浴炉进行氧化，氧化温度为395-405℃，氧化时间为20-30min；
其中，处理前氧化盐浴炉中硝酸根离子的重量百分比为25％-29％、碳酸根 离子的重量百分比为11％-17％、氢氧根离子的重量百分比为12％-19％；每千克工件消耗20-30g氧化盐；
(9)清洗干燥：用清水清洗工件并烘干；
(10)渗油：将清洗干燥后的工件在机油中浸泡10min。
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