CN114086109A - 一种新型环保防腐高效bsb金属表面处理方法 - Google Patents
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Abstract
一种新型环保防腐高效BSB金属表面处理方法，包括对金属零件进行前处理；将金属零件放入时效炉内进行预热；在氮化炉内加入氮化盐进行氮化盐浴，氮化盐浴进行至一半时，通入氧气、再加入氧化钾，继续氮化盐浴；氮化盐包括尿素35‑40％，碳酸钠10‑15％，碳酸钾45‑50％；将金属零件进行氧化盐浴，氧化盐浴的温度控制在360‑380℃之间，时间为20‑30分钟；对金属零件进行后处理和封闭处理。本发明所含有各百分比组分的氮化盐，在氮化盐浴工序中通入氧气并加入适量的氧化钾，使得钾离子与钠离子的比例合适，可防止因钠离子过多而导致的黑层增厚而起皮，还可保证氮化盐浴的活性，提高了氮化的效率。
Description
技术领域
本发明涉及金属表面处理技术领域，具体地说是指涉及一种新型环保防腐高效BSB金属表面处理方法。
背景技术
公开号为CN 101144148A的中国发明专利公开了一种金属表面盐浴氮化热处理方法，按以下工艺流程进行：(1)装夹：将金属零件吊装在料框内；(2)氮化：将吊装在料框内的金属零件置于氮化炉内，加热并加入氮化盐进行盐浴氮化，在温度为540-570℃的状态下保温30-80分钟；(3)清洗：将氮化后的金属零件进行清洗，水温控制在60-80℃。其中，氮化工序中的氮化盐包括尿素、氯化钾或氯化钡、碳酸钠、K2S，各组分的组成按重量百分比计分别为：尿素30-40％，氯化钾或氯化钡20-28％，碳酸钠38-44％，K2S0.0001-0.1％，各组分的重量百分比总和为100％。氮化工序后还对金属零件进行氧化，氧化温度控制在350-380℃。
该发明中，钠离子的含量多，碳势过高，渗层孔隙增多，黑层增厚，氮化处理的效果不好，易发生起皮。而且，尿素与碳酸钠反应生成的基盐CNO-随着氮化盐浴的进行，会不断被消耗成CN-而导致其活性降低。虽然，目前许多做法是加入过量的尿素，采用尿素作为氧化剂，将CN-氧化为CNO-。但是，过量的尿素在迅速加热环境下还容易脱氨而三聚成六元环化合物三聚氰酸。为此，我们提供一种新型环保防腐高效BSB金属表面处理方法。
发明内容
本发明提供一种新型环保防腐高效BSB金属表面处理方法，以解决现有的金属表面氮化处理效果不好，容易起皮，且采用过量尿素作为氧化剂在加热环境下容易脱氧而三聚成六元环化合物三聚氰酸等缺陷。
本发明采用如下技术方案：
一种新型环保防腐高效BSB金属表面处理方法，包括如下步骤：
(1)对金属零件进行前处理；
(2)将预处理后的金属零件放入氮化炉内进行预热，使金属零件的水分充分烘干；
(3)在氮化炉内加入氮化盐进行氮化盐浴，氮化盐浴的温度控制在500-550℃，时间为20-30分钟，氮化盐浴时间进行至一半时，向氮化炉中通入氧气，再加入氧化钾，且氧化钾与氮化盐的重量比为1:6-6.5，继续氮化盐浴；所述氮化盐包括尿素、碳酸钠以及碳酸钾，各组分按重量份数百分比为：尿素30-35％，碳酸钠20-25％，碳酸钾45-50％；
(4)将氮化盐浴后的金属零件置于氧化炉中，加入氧化盐进行氧化盐浴，氧化盐浴的温度控制在360-380℃之间，时间为20-30分钟；
(5)对步骤(4)氧化盐浴后的金属零件进行后处理和封闭处理。
一较佳实施例中，所述步骤(1)的前处理过程包括如下：①对金属零件的表面依次进行抛光、除锈、去油、喷砂以及打磨；②超声波清洗，水温控制在60℃，清洗5分钟；③漂洗，上、下各重复清洗3次。
一较佳实施例中，所述氮化盐的各组分按重量份数百分比为：尿素40％，碳酸钠10％，碳酸钾50％。
一较佳实施例中，所述氧化盐包括氢氧化钠和硝酸钠，二者按重量份数百分比为：氢氧化钠40-50％，硝酸钠50-60％。
一较佳实施例中，所述步骤(5)的后处理过程如下：①先使金属零件空冷5-20分钟；②放入室温清水中浸泡5-10分钟，并上下重复清洗3次；③放入室温清洗中漂洗3次。
一较佳实施例中，所述步骤(5)的封闭处理过程如下：①使用压缩空气将金属表面水份吹干；②吊入水溶性置放剂中，充分去除水份；③放入封闭剂中进行封闭。
由上述对本发明的描述可知，和现有技术相比，本发明具有如下优点：
1、本发明的氮化盐主要由尿素、碳酸钠以及碳酸钾组成，各组分按重量份数百分比为：尿素30-35％，碳酸钠20-25％，碳酸钾45-50％。该重量份数百分比的混合盐，在氮化盐浴进行至一半时，通入氧气并加入适量的氧化钾，使得钾离子与钠离子的比例合适，可防止因钠离子过多而导致的黑层增厚而起皮，而且氧化钾与氧气在高温下合成过氧化钾，以将CN-氧化成CNO-，保证氮化盐浴的活性，使氮化时间缩短在20-30分钟内，提高了氮化的效率。同时，过氧化钾将CN-氧化成CNO-后，生产钾盐，不会对环境造成污染。
2、采用本发明工艺处理后的金属零件，渗层组织良好，硬度达到HV600以上，进行GB 6458-86金属覆盖层中性盐雾试验(NSS试验)58小时后才出现锈迹，室温存放300天以上才出现轻微锈迹。
具体实施方式
为了全面理解本发明，下面描述到许多细节，但对于本领域技术人员来说，无需这些细节也可实现本发明。对于公知的组件、方法及过程，以下不再详细描述。
实施例一
一种新型环保防腐高效BSB金属表面处理方法，包括如下步骤：
(1)对金属零件进行前处理，具体包括如下：①对金属零件的表面依次进行抛光、除锈、去油、喷砂以及打磨；②超声波清洗，水温控制在60℃，清洗5分钟；③漂洗，上、下各重复清洗3次。
(2)将预处理后的金属零件放入时效炉内进行预热，预热温度控制在360℃，时间为25分钟，使金属零件的水分充分烘干。
(3)在氮化炉内加入氮化盐进行氮化盐浴，氮化盐浴的温度控制在500℃，时间为23分钟，氮化盐浴时间进行至一半时，向氮化炉中通入氧气，再加入氧化钾，且氧化钾与氮化盐的重量比为1:6，继续氮化盐浴；氮化盐包括尿素、碳酸钠以及碳酸钾，各组分按重量份数百分比为：尿素32％，碳酸钠20％，碳酸钾48％。
(4)将氮化盐浴后的金属零件置于氧化炉中，加入氧化盐进行氧化盐浴，氧化盐浴的温度控制在380℃之间，时间为20分钟；氧化盐包括氢氧化钠和硝酸钠，二者按重量份数百分比为：氢氧化钠45％，硝酸钠55％。
(5)对步骤(4)氧化盐浴后的金属零件进行后处理和封闭处理。
后处理过程如下：①先使金属零件空冷10分钟；②放入室温清水中浸泡5分钟，并上下重复清洗3次；③放入室温清洗中漂洗3次。
而封闭处理过程如下：①使用压缩空气将金属表面水份吹干；②吊入水溶性置放剂中，充分去除水份；③放入封闭剂中进行封闭。
本实施例的金属零件，硬度达到HV600，进行GB 6458-86金属覆盖层中性盐雾试验(NSS试验)76小时后才出现锈迹，室温存放382天才出现轻微锈迹。
实施例二
一种新型环保防腐高效BSB金属表面处理方法，包括如下步骤：
(1)对金属零件进行前处理，具体包括如下：①对金属零件的表面依次进行抛光、除锈、去油、喷砂以及打磨；②超声波清洗，水温控制在60℃，清洗5分钟；③漂洗，上、下各重复清洗3次。
(2)将预处理后的金属零件放入时效炉内进行预热，预热温度控制在370℃，时间为28分钟，使金属零件的水分充分烘干。
(3)在氮化炉内加入氮化盐进行氮化盐浴，氮化盐浴的温度控制在520℃，时间为25分钟，氮化盐浴时间进行至一半时，向氮化炉中通入氧气，再加入氧化钾，且氧化钾与氮化盐的重量比为1:6.2，继续氮化盐浴；氮化盐包括尿素、碳酸钠以及碳酸钾，各组分按重量份数百分比为：尿素32％，碳酸钠21％，碳酸钾47％。
(4)将氮化盐浴后的金属零件置于氧化炉中，加入氧化盐进行氧化盐浴，氧化盐浴的温度控制在380℃之间，时间为20分钟；氧化盐包括氢氧化钠和硝酸钠，二者按重量份数百分比为：氢氧化钠42％，硝酸钠58％。
(5)对步骤(4)氧化盐浴后的金属零件进行后处理和封闭处理。
后处理过程如下：①先使金属零件空冷15分钟；②放入室温清水中浸泡5分钟，并上下重复清洗3次；③放入室温清洗中漂洗3次。
而封闭处理过程如下：①使用压缩空气将金属表面水份吹干；②吊入水溶性置放剂中，充分去除水份；③放入封闭剂中进行封闭。
本实施例的金属零件，硬度达到HV600，进行GB 6458-86金属覆盖层中性盐雾试验(NSS试验)120小时后才出现锈迹，室温存放485天才出现轻微锈迹。
实施例三
一种新型环保防腐高效BSB金属表面处理方法，包括如下步骤：
(1)对金属零件进行前处理，具体包括如下：①对金属零件的表面依次进行抛光、除锈、去油、喷砂以及打磨；②超声波清洗，水温控制在60℃，清洗5分钟；③漂洗，上、下各重复清洗3次。
(2)将预处理后的金属零件放入时效炉内进行预热，预热温度控制在360℃，时间为25分钟，使金属零件的水分充分烘干。
(3)在氮化炉内加入氮化盐进行氮化盐浴，氮化盐浴的温度控制在540℃，时间为22分钟，氮化盐浴时间进行至一半时，向氮化炉中通入氧气，再加入氧化钾，且氧化钾与氮化盐的重量比为1:6.0，继续氮化盐浴；氮化盐包括尿素、碳酸钠以及碳酸钾，各组分按重量份数百分比为：尿素30％，碳酸钠24％，碳酸钾46％。
(4)将氮化盐浴后的金属零件置于氧化炉中，加入氧化盐进行氧化盐浴，氧化盐浴的温度控制在380℃之间，时间为20分钟；氧化盐包括氢氧化钠和硝酸钠，二者按重量份数百分比为：氢氧化钠48％，硝酸钠52％。
(5)对步骤(4)氧化盐浴后的金属零件进行后处理和封闭处理。
后处理过程如下：①先使金属零件空冷10分钟；②放入室温清水中浸泡7分钟，并上下重复清洗3次；③放入室温清洗中漂洗3次。
而封闭处理过程如下：①使用压缩空气将金属表面水份吹干；②吊入水溶性置放剂中，充分去除水份；③放入封闭剂中进行封闭。
本实施例的金属零件，硬度达到HV600，进行GB 6458-86金属覆盖层中性盐雾试验(NSS试验)120小时后才出现锈迹，室温存放528天才出现轻微锈迹。
上述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。
Claims (6)
1.一种新型环保防腐高效BSB金属表面处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)对金属零件进行前处理；
(2)将预处理后的金属零件放入时效炉内进行预热，使金属零件的水分充分烘干；
(3)在氮化炉内加入氮化盐进行氮化盐浴，氮化盐浴的温度控制在500-550℃，时间为20-30分钟，氮化盐浴时间进行至一半时，向氮化炉中通入氧气，再加入氧化钾，且氧化钾与氮化盐的重量比为1:6-6.5，继续氮化盐浴；所述氮化盐包括尿素、碳酸钠以及碳酸钾，各组分按重量份数百分比为：尿素35-40％，碳酸钠10-15％，碳酸钾45-50％；
(4)将氮化盐浴后的金属零件置于氧化炉中，加入氧化盐进行氧化盐浴，氧化盐浴的温度控制在360-380℃之间，时间为20-30分钟；
(5)对步骤(4)氧化盐浴后的金属零件进行后处理和封闭处理。
2.如权利要求1所述的一种新型环保防腐高效BSB金属表面处理方法，其特征在于：所述步骤(1)的前处理过程包括如下：①对金属零件的表面依次进行抛光、除锈、去油、喷砂以及打磨；②超声波清洗，水温控制在60℃，清洗5分钟；③漂洗，上、下各重复清洗3次。
3.如权利要求1所述的一种新型环保防腐高效BSB金属表面处理方法，其特征在于：所述氮化盐的各组分按重量份数百分比为：尿素40％，碳酸钠10％，碳酸钾50％。
4.如权利要求1所述的一种新型环保防腐高效BSB金属表面处理方法，其特征在于：所述氧化盐包括氢氧化钠和硝酸钠，二者按重量份数百分比为：氢氧化钠40-50％，硝酸钠50-60％。
5.如权利要求1所述的一种新型环保防腐高效BSB金属表面处理方法，其特征在于：所述步骤(5)的后处理过程如下：①先使金属零件空冷5-20分钟；②放入室温清水中浸泡5-10分钟，并上下重复清洗3次；③放入室温清洗中漂洗3次。
6.如权利要求1或5所述的一种新型环保防腐高效BSB金属表面处理方法，其特征在于：所述步骤(5)的封闭处理过程如下：①使用压缩空气将金属表面水份吹干；②吊入水溶性置放剂中，充分去除水份；③放入封闭剂中进行封闭。
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2021
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