CN115305435A - 一种新型不锈钢制品表面氮化处理的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新型不锈钢制品表面氮化处理的方法，包括以下步骤：S1：脱脂：采用脱脂剂、航空煤油或酒精对不锈钢制品表面进行脱脂清洗，去除表面油污；S2：清洗：将S1中的不锈钢制品放入柠檬酸溶液中，温度为50℃的环境下浸泡30min，然后过滤，将不锈钢制品放入95℃水中，采用石墨作为电极的阴极和阳极，进行对添加的水进行电解，期间水的温度保持80℃，电解20min后，取出不锈钢工件；通过该方法处理具有处理方法工艺过程简单，成本低的特点；通过采用柠檬酸溶液、四氯化碳溶液进行去钝化膜处理对环境污染小，使得处理过程更环保。
Description
技术领域
本发明涉及不锈钢氮化处理技术领域，具体为一种新型不锈钢制品表面氮化处理的方法。
背景技术
不锈钢具有良好的硬度，耐磨性，良好的耐腐蚀性，优良的外观和寿命长等特性，广泛应用于建筑、汽车工业、造船业、海洋装置、机械设备和化学设备等行业，但是某些特殊场合，普通的不锈钢的硬度，耐磨性并不能满足需求，因此需要对不锈钢表面进行进一步的处理，从而提高其硬度和耐磨性，进而提高其应用范围，为了强化不锈钢表面的性能，现有技术中一般采用氮化处理方法来提高不锈钢的表面性能，但不锈钢内的铬原子极易于与氮原子结合，形成铬氮化物，降低了不锈钢表面铬含量，造成不锈钢耐蚀性下降。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种新型不锈钢制品表面氮化处理的方法。
(二)技术方案
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种新型不锈钢制品表面氮化处理的方法，包括以下步骤：
S1：脱脂：采用脱脂剂、航空煤油或酒精对不锈钢制品表面进行脱脂清洗，去除表面油污；
S2：清洗：将S1中的不锈钢制品放入柠檬酸溶液中，温度为50℃的环境下浸泡30min，然后过滤，将不锈钢制品放入95℃水中，采用石墨作为电极的阴极和阳极，进行对添加的水进行电解，期间水的温度保持80℃，电解 20min后，取出不锈钢工件；
S3：去除钝化膜：将S2中清洗后的不锈钢制品放入氮化炉中，将炉温升温至温度为300℃-400℃，持续通入氮气，进行第一段氮化处理，炉内压力调节至120-150MPa，保温60-80min，再将炉温升温至600℃-650℃，进行第二段氮化处理，停止通入氮气，通入经过干燥后的氢气，10min后，通入氨气，调节氨气和氢气比例至1.25:1.32，炉内压力调节至150-200MPa，保温 5-8小时；
S4：氮化处理：采用盐浴配方，氮化处理温度在540℃-610℃之间，处理时间为8-30分钟；
S5：冷却：经过步骤S4后，降温冷却后出炉；
S6：清洗：将S5处理后的不锈钢制品，放置在磷酸、钼酸钠和水的混合液中在50-60℃下浸泡35min，然后过滤，表面清水洗涤，烘干，得到氮化后的不锈钢制品。
优选的，所述S4中盐浴配方由下述质量份进行配比：碳酸钠8-20份，氯化钠5-20份。
优选的，所述S1中的脱脂剂为碱脱脂剂或中性脱脂剂中的一种。
优选的，所述S3中氮气的通入速度为4m3/h。
优选的，所述磷酸、钼酸钠和水的质量份为3份、8份、120份。
优选的，所述S1中的脱脂剂为质量浓度为5％～10％的脱脂剂水溶液。
优选的，所述S2中的柠檬酸溶液为柠檬酸水溶液或柠檬酸甲醇溶液中的一种。
优选的，所述的柠檬酸溶液中柠檬酸的质量浓度为1％～1.5％。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明提供了一种新型不锈钢制品表面氮化处理的方法，具备以下有益效果：
1、该一种新型不锈钢制品表面氮化处理的方法，通过该方法处理具有处理方法工艺过程简单，成本低的特点；
2、该一种新型不锈钢制品表面氮化处理的方法，通过采用柠檬酸溶液、四氯化碳溶液进行去钝化膜处理对环境污染小，使得处理过程更环保；
3、该一种新型不锈钢制品表面氮化处理的方法，通过该方法处理后的不锈钢，具有较高的硬度和较高的耐磨性，使得其最外层形成钝化膜，提高其耐腐蚀能力。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
所述实施例的示例，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例一：
一种新型不锈钢制品表面氮化处理的方法，包括以下步骤：
S1：脱脂：采用脱脂剂(质量浓度为5％的脱脂剂水溶液)、航空煤油或酒精对不锈钢制品表面进行脱脂清洗，去除表面油污，脱脂剂为碱脱脂剂或中性脱脂剂中的一种；
S2：清洗：将S1中的不锈钢制品放入柠檬酸溶液中，柠檬酸溶液为柠檬酸水溶液或柠檬酸甲醇溶液中的一种，其中，柠檬酸溶液中柠檬酸的质量浓度为1％，温度为50℃的环境下浸泡30min，然后过滤，将不锈钢制品放入 95℃水中，采用石墨作为电极的阴极和阳极，进行对添加的水进行电解，期间水的温度保持80℃，电解20min后，取出不锈钢工件；
S3：去除钝化膜：将S2中清洗后的不锈钢制品放入氮化炉中，将炉温升温至温度为300℃，持续通入氮气(氮气的通入速度为4m3/h)，进行第一段氮化处理，炉内压力调节至120MPa，保温60min，再将炉温升温至600℃，进行第二段氮化处理，停止通入氮气，通入经过干燥后的氢气10min后，通入氨气，调节氨气和氢气比例至1.25:1.32，炉内压力调节至150MPa，保温5 小时；
S4：氮化处理：采用盐浴配方，氮化处理温度在540℃之间，处理时间为8分钟，该盐浴配方由下述质量份进行配比：碳酸钠8份，氯化钠5份；
S5：冷却：经过步骤S4后，降温冷却后出炉；
S6：清洗：将S5处理后的不锈钢制品，放置在质量份为3份的磷酸、质量份为8份的钼酸钠和质量份为120份的水的混合液中在50℃下浸泡35min，然后过滤，表面清水洗涤，烘干，得到氮化后的不锈钢制品。
实施例二：
一种新型不锈钢制品表面氮化处理的方法，包括以下步骤：
S1：脱脂：采用脱脂剂(质量浓度为6％的脱脂剂水溶液)、航空煤油或酒精对不锈钢制品表面进行脱脂清洗，去除表面油污，脱脂剂为碱脱脂剂或中性脱脂剂中的一种；
S2：清洗：将S1中的不锈钢制品放入柠檬酸溶液中，柠檬酸溶液为柠檬酸水溶液或柠檬酸甲醇溶液中的一种，其中，柠檬酸溶液中柠檬酸的质量浓度为1.1％，温度为50℃的环境下浸泡30min，然后过滤，将不锈钢制品放入95℃水中，采用石墨作为电极的阴极和阳极，进行对添加的水进行电解，期间水的温度保持80℃，电解20min后，取出不锈钢工件；
S3：去除钝化膜：将S2中清洗后的不锈钢制品放入氮化炉中，将炉温升温至温度为320℃，持续通入氮气(氮气的通入速度为4m3/h)，进行第一段氮化处理，炉内压力调节至125MPa，保温65min，再将炉温升温至610℃，进行第二段氮化处理，停止通入氮气，通入经过干燥后的氢气10min后，通入氨气，调节氨气和氢气比例至1.25:1.32，炉内压力调节至160MPa，保温 5.5小时；
S4：氮化处理：采用盐浴配方，氮化处理温度在560℃之间，处理时间为12分钟，该盐浴配方由下述质量份进行配比：碳酸钠12份，氯化钠8份；
S5：冷却：经过步骤S4后，降温冷却后出炉；
S6：清洗：将S5处理后的不锈钢制品，放置在质量份为3份的磷酸、质量份为8份的钼酸钠和质量份为120份的水的混合液中在52℃下浸泡35min，然后过滤，表面清水洗涤，烘干，得到氮化后的不锈钢制品。
实施例三：
一种新型不锈钢制品表面氮化处理的方法，包括以下步骤：
S1：脱脂：采用脱脂剂(质量浓度为7％的脱脂剂水溶液)、航空煤油或酒精对不锈钢制品表面进行脱脂清洗，去除表面油污，脱脂剂为碱脱脂剂或中性脱脂剂中的一种；
S2：清洗：将S1中的不锈钢制品放入柠檬酸溶液中，柠檬酸溶液为柠檬酸水溶液或柠檬酸甲醇溶液中的一种，其中，柠檬酸溶液中柠檬酸的质量浓度为1.2％，温度为50℃的环境下浸泡30min，然后过滤，将不锈钢制品放入95℃水中，采用石墨作为电极的阴极和阳极，进行对添加的水进行电解，期间水的温度保持80℃，电解20min后，取出不锈钢工件；
S3：去除钝化膜：将S2中清洗后的不锈钢制品放入氮化炉中，将炉温升温至温度为340℃，持续通入氮气(氮气的通入速度为4m3/h)，进行第一段氮化处理，炉内压力调节至130MPa，保温70min，再将炉温升温至620℃，进行第二段氮化处理，停止通入氮气，通入经过干燥后的氢气10min后，通入氨气，调节氨气和氢气比例至1.25:1.32，炉内压力调节至170MPa，保温6 小时；
S4：氮化处理：采用盐浴配方，氮化处理温度在580℃之间，处理时间为15分钟，该盐浴配方由下述质量份进行配比：碳酸钠14份，氯化钠10份；
S5：冷却：经过步骤S4后，降温冷却后出炉；
S6：清洗：将S5处理后的不锈钢制品，放置在质量份为3份的磷酸、质量份为8份的钼酸钠和质量份为120份的水的混合液中在54℃下浸泡35min，然后过滤，表面清水洗涤，烘干，得到氮化后的不锈钢制品。
实施例四：
一种新型不锈钢制品表面氮化处理的方法，包括以下步骤：
S1：脱脂：采用脱脂剂(质量浓度为8％的脱脂剂水溶液)、航空煤油或酒精对不锈钢制品表面进行脱脂清洗，去除表面油污，脱脂剂为碱脱脂剂或中性脱脂剂中的一种；
S2：清洗：将S1中的不锈钢制品放入柠檬酸溶液中，柠檬酸溶液为柠檬酸水溶液或柠檬酸甲醇溶液中的一种，其中，柠檬酸溶液中柠檬酸的质量浓度为1.4％，温度为50℃的环境下浸泡30min，然后过滤，将不锈钢制品放入95℃水中，采用石墨作为电极的阴极和阳极，进行对添加的水进行电解，期间水的温度保持80℃，电解20min后，取出不锈钢工件；
S3：去除钝化膜：将S2中清洗后的不锈钢制品放入氮化炉中，将炉温升温至温度为380℃，持续通入氮气(氮气的通入速度为4m3/h)，进行第一段氮化处理，炉内压力调节至140MPa，保温75min，再将炉温升温至630℃，进行第二段氮化处理，停止通入氮气，通入经过干燥后的氢气10min后，通入氨气，调节氨气和氢气比例至1.25:1.32，炉内压力调节至180MPa，保温7 小时；
S4：氮化处理：采用盐浴配方，氮化处理温度在590℃之间，处理时间为25分钟，该盐浴配方由下述质量份进行配比：碳酸钠15份，氯化钠15份；
S5：冷却：经过步骤S4后，降温冷却后出炉；
S6：清洗：将S5处理后的不锈钢制品，放置在质量份为3份的磷酸、质量份为8份的钼酸钠和质量份为120份的水的混合液中在58℃下浸泡35min，然后过滤，表面清水洗涤，烘干，得到氮化后的不锈钢制品。
实施例五：
一种新型不锈钢制品表面氮化处理的方法，包括以下步骤：
S1：脱脂：采用脱脂剂(质量浓度为10％的脱脂剂水溶液)、航空煤油或酒精对不锈钢制品表面进行脱脂清洗，去除表面油污，脱脂剂为碱脱脂剂或中性脱脂剂中的一种；
S2：清洗：将S1中的不锈钢制品放入柠檬酸溶液中，柠檬酸溶液为柠檬酸水溶液或柠檬酸甲醇溶液中的一种，其中，柠檬酸溶液中柠檬酸的质量浓度为1.5％，温度为50℃的环境下浸泡30min，然后过滤，将不锈钢制品放入95℃水中，采用石墨作为电极的阴极和阳极，进行对添加的水进行电解，期间水的温度保持80℃，电解20min后，取出不锈钢工件；
S3：去除钝化膜：将S2中清洗后的不锈钢制品放入氮化炉中，将炉温升温至温度为400℃，持续通入氮气(氮气的通入速度为4m3/h)，进行第一段氮化处理，炉内压力调节至150MPa，保温80min，再将炉温升温至650℃，进行第二段氮化处理，停止通入氮气，通入经过干燥后的氢气10min后，通入氨气，调节氨气和氢气比例至1.25:1.32，炉内压力调节至200MPa，保温8 小时；
S4：氮化处理：采用盐浴配方，氮化处理温度在610℃之间，处理时间为30分钟，该盐浴配方由下述质量份进行配比：碳酸钠20份，氯化钠20份；
S5：冷却：经过步骤S4后，降温冷却后出炉；
S6：清洗：将S5处理后的不锈钢制品，放置在质量份为3份的磷酸、质量份为8份的钼酸钠和质量份为120份的水的混合液中在60℃下浸泡35min，然后过滤，表面清水洗涤，烘干，得到氮化后的不锈钢制品。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个引用结构”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
Claims (8)
1.一种新型不锈钢制品表面氮化处理的方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：脱脂：采用脱脂剂、航空煤油或酒精对不锈钢制品表面进行脱脂清洗，去除表面油污；
S2：清洗：将S1中的不锈钢制品放入柠檬酸溶液中，温度为50℃的环境下浸泡30min，然后过滤，将不锈钢制品放入95℃水中，采用石墨作为电极的阴极和阳极，进行对添加的水进行电解，期间水的温度保持80℃，电解20min后，取出不锈钢工件；
S3：去除钝化膜：将S2中清洗后的不锈钢制品放入氮化炉中，将炉温升温至温度为300℃-400℃，持续通入氮气，进行第一段氮化处理，炉内压力调节至120-150MPa，保温60-80min，再将炉温升温至600℃-650℃，进行第二段氮化处理，停止通入氮气，通入经过干燥后的氢气，10min后，通入氨气，调节氨气和氢气比例至1.25:1.32，炉内压力调节至150-200MPa，保温5-8小时；
S4：氮化处理：采用盐浴配方，氮化处理温度在540℃-610℃之间，处理时间为8-30分钟；
S5：冷却：经过步骤S4后，降温冷却后出炉；
S6：清洗：将S5处理后的不锈钢制品，放置在磷酸、钼酸钠和水的混合液中在50-60℃下浸泡35min，然后过滤，表面清水洗涤，烘干，得到氮化后的不锈钢制品。
2.根据权利要求1所述的一种新型不锈钢制品表面氮化处理的方法，其特征在于，所述S4中盐浴配方由下述质量份进行配比：碳酸钠8-20份，氯化钠5-20份。
3.根据权利要求1所述的一种新型不锈钢制品表面氮化处理的方法，其特征在于，所述S1中的脱脂剂为碱脱脂剂或中性脱脂剂中的一种。
4.根据权利要求1所述的一种新型不锈钢制品表面氮化处理的方法，其特征在于，所述S3中氮气的通入速度为4m3/h。
5.根据权利要求1所述的一种新型不锈钢制品表面氮化处理的方法，其特征在于，所述磷酸、钼酸钠和水的质量份为3份、8份、120份。
6.根据权利要求1所述的一种新型不锈钢制品表面氮化处理的方法，其特征在于，所述S1中的脱脂剂为质量浓度为5％～10％的脱脂剂水溶液。
7.根据权利要求1所述的一种新型不锈钢制品表面氮化处理的方法，其特征在于，所述S2中的柠檬酸溶液为柠檬酸水溶液或柠檬酸甲醇溶液中的一种。
8.根据权利要求1所述的一种新型不锈钢制品表面氮化处理的方法，其特征在于，所述的柠檬酸溶液中柠檬酸的质量浓度为1％～1.5％。
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