CN106868446B - 不锈钢氮化方法 - Google Patents

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Abstract

不锈钢氮化方法，它涉及一种不锈钢氮化方法，具体涉及一种1Cr11MoNiWVNbN、2Cr12MoV、2Cr10MoVNbN不锈钢气体氮化的方法。本发明的目的是为了解决1Cr11MoNiWVNbN、2Cr12MoV、2Cr10MoVNbN不锈钢在利用现有的气体氮化方法进行氮化时极易出现质量不合格的问题。该方法如下：将不锈钢装入氮化炉内，第一段氯化；第二段氯化；退氯；本方法具有速度快、效率高、质量好等优点，氮化时间比传统的气体氮化缩短了一倍以上，氮化层深、硬度、裂纹等指标均符合技术要求，氮化合格率达到100％。本发明属于不锈钢氮化的技术领域。

Description

不锈钢氮化方法
技术领域
本发明涉及一种不锈钢氮化方法，具体涉及一种1Cr11MoNiWVNbN、2Cr12MoV、2Cr10MoVNbN不锈钢气体氮化的方法。
背景技术
1Cr11MoNiWVNbN、2Cr12MoV、2Cr10MoVNbN等不锈钢在利用传统的气体氮化方法进行氮化时，合格率极低，氮化耗时长、效率低，氮化质量难以保证。
发明内容
本发明的目的是为了解决1Cr11MoNiWVNbN、2Cr12MoV、2Cr10MoVNbN不锈钢在利用现有的气体氮化方法进行氮化时极易出现质量不合格的问题，而提出一种不锈钢氮化方法。
不锈钢氮化方法，该方法如下：将不锈钢装入氮化炉内，
一、第一段氯化：在温度为620℃-630℃、氨分解率为70-75％、通氨量为3-4m3/h的条件下处理不锈钢10小时；
二、第二段氯化：在温度为620℃-630℃、氨分解率为75-80％、通氨量为2-3m3/h的条件下处理不锈钢2小时；
三、退氯：在温度为635℃-645℃、氨分解率为80-90％、通氨量为1-2m3/h的条件下处理不锈钢2小时；
在氮气保护的条件下随炉降温至150℃，出炉空冷，即完成不锈钢的氮化。
所述的不锈钢为1Cr11MoNiWVNbN、2Cr12MoV或2Cr10MoVNbN。
其主要步骤为：根据氮化炉的炉膛尺寸以及装炉量，向炉膛内放氯化铵，以去除不锈钢工件表面的钝化膜；将待氮化的工件整齐得摆放于工装上，在室温下装入氮化炉内，装入3-5个氮化试样；合上炉盖，通氨气以排除炉内空气，排气30分钟左右可以开始升温；当炉温在450℃以上时，要快速升温，氨分解率要大于50％；当温度升至625℃时，开始计算保温时间，同时调整炉压、通氨量、氨分解率，满足工艺要求，根据氮化层深的要求氮化一定时间后，抽取随炉氮化试样进行金相检查，再次调节炉压、通氨量，提高分解率，氮化一定时间，再次抽取随炉氮化试样进行金相检查，待层深达到技术要求时，进行退氮处理，退氮过程可以根据试样硬度送检结果对温度进行调整；退氮结束后，通入氮气进行保护冷却，冷却至150℃以下可以出炉空冷；送检随炉冷却的最终氮化试样。根据最终氮化试样的金相和硬度检查结果对工件的氮化质量进行判定。
本方法具有速度快、效率高、质量好等优点，氮化时间比传统的气体氮化缩短了一倍以上，氮化层深、硬度、裂纹等指标均符合技术要求(基体硬度HB为277-310，层深大于0.2mm，硬度HV为739-840)，氮化合格率达到100％。
具体实施方式
本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意组合。
具体实施方式一：本实施方式中不锈钢氮化方法，该方法如下：将不锈钢装入氮化炉内，
一、第一段氯化：在温度为620℃-630℃、氨分解率为70-75％、通氨量为3-4m3/h的条件下处理不锈钢10小时；
二、第二段氯化：在温度为620℃-630℃、氨分解率为75-80％、通氨量为2-3m3/h的条件下处理不锈钢2小时；
三、退氯：在温度为635℃-645℃、氨分解率为80-90％、通氨量为1-2m3/h的条件下处理不锈钢2小时；
在氮气保护的条件下随炉降温至150℃，出炉空冷，即完成不锈钢的氮化。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是所述的不锈钢为1Cr11MoNiWVNbN、2Cr12MoV或2Cr10MoVNbN。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二之一不同的是所述氮化炉功率为70KW。其它与具体实施方式一或二之一相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是步骤一在温度为622℃、氨分解率为71％、通氨量为3.8m3/h的条件下处理10小时。其它与具体实施方式一至三之一相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是步骤一在温度为628℃、氨分解率为72％、通氨量为3.4m3/h的条件下处理10小时。其它与具体实施方式一至四之一相同。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是步骤一在温度为625℃、氨分解率为73％、通氨量为3.3m3/h的条件下处理10小时。其它与具体实施方式一至五之一相同。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同的是步骤二在温度为623℃、氨分解率为76％、通氨量为2.9m3/h的条件下处理2小时。其它与具体实施方式一至六之一相同。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同的是步骤二在温度为629℃、氨分解率为79％、通氨量为2.5m3/h的条件下处理2小时。其它与具体实施方式一至七之一相同。
具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一至八之一不同的是步骤三在温度为635℃、氨分解率为85％、通氨量为1..7m3/h的条件下处理2小时。其它与具体实施方式一至八之一相同。
具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式一至九之一不同的是步骤三在温度为640℃、氨分解率为89％、通氨量为1.5m3/h的条件下处理2小时。其它与具体实施方式一至九之一相同。
采用下述实验验证本发明效果：
实验一：
不锈钢氮化方法如下：将不锈钢装入氮化炉内，
一、第一段氯化：在温度为625℃、氨分解率为74％、通氨量为3.2m3/h的条件下处理10小时；
二、第二段氯化：在温度为625℃、氨分解率为78％、通氨量为2.6m3/h的条件下处理2小时；
三、退氯：在温度为635℃、氨分解率为87％、通氨量为1.6m3/h的条件下处理2小时；
在氮气保护的条件下随炉降温至150℃，出炉空冷，即完成不锈钢的氮化。
氮化前不锈钢材料基体硬度HB为277-310之间，经过氮化的不锈钢氮化层深为0.3.mm左右，硬度HV739-840。氮化后不锈钢硬度提高。

Claims (10)

1.不锈钢氮化方法，该方法如下：将不锈钢装入氮化炉内，其特征在于：
一、第一段氮化：在温度为620℃-630℃、氨分解率为70-75％、通氨量为3-4m3/h的条件下处理不锈钢10小时；
二、第二段氮化：在温度为620℃-630℃、氨分解率为75-80％、通氨量为2-3m3/h的条件下处理不锈钢2小时；
三、退氮：在温度为635℃-645℃、氨分解率为80-90％、通氨量为1-2m3/h的条件下处理不锈钢2小时；
在氮气保护的条件下随炉降温至150℃，出炉空冷，即完成不锈钢的氮化。
2.根据权利要求1所述不锈钢氮化方法，其特征在于所述的不锈钢为1Cr11MoNiWVNbN、2Cr12MoV或2Cr10MoVNbN。
3.根据权利要求1所述不锈钢氮化方法，其特征在于所述氮化炉功率为70KW。
4.根据权利要求1所述不锈钢氮化方法，其特征在于步骤一在温度为622℃、氨分解率为71％、通氨量为3.8m3/h的条件下处理10小时。
5.根据权利要求1所述不锈钢氮化方法，其特征在于步骤一在温度为628℃、氨分解率为72％、通氨量为3.4m3/h的条件下处理10小时。
6.根据权利要求1所述不锈钢氮化方法，其特征在于步骤一在温度为625℃、氨分解率为73％、通氨量为3.3m3/h的条件下处理10小时。
7.根据权利要求1所述不锈钢氮化方法，其特征在于步骤二在温度为623℃、氨分解率为76％、通氨量为2.9m3/h的条件下处理2小时。
8.根据权利要求1所述不锈钢氮化方法，其特征在于步骤二在温度为629℃、氨分解率为79％、通氨量为2.5m3/h的条件下处理2小时。
9.根据权利要求1所述不锈钢氮化方法，其特征在于步骤三在温度为635℃、氨分解率为85％、通氨量为1.7m3/h的条件下处理2小时。
10.根据权利要求1所述不锈钢氮化方法，其特征在于步骤三在温度为640℃、氨分解率为89％、通氨量为1.5m3/h的条件下处理2小时。
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