CN1329181A - TiAl基合金的快速高温气体渗氮工艺 - Google Patents

TiAl基合金的快速高温气体渗氮工艺 Download PDF

Info

Publication number
CN1329181A
CN1329181A CN 01113438 CN01113438A CN1329181A CN 1329181 A CN1329181 A CN 1329181A CN 01113438 CN01113438 CN 01113438 CN 01113438 A CN01113438 A CN 01113438A CN 1329181 A CN1329181 A CN 1329181A
Authority
CN
China
Prior art keywords
nitriding
furnace
sample
base alloy
gas
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN 01113438
Other languages
English (en)
Other versions
CN1142315C (zh
Inventor
吴建生
孙坚
赵斌
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Jiaotong University
Original Assignee
Shanghai Jiaotong University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Jiaotong University filed Critical Shanghai Jiaotong University
Priority to CNB011134380A priority Critical patent/CN1142315C/zh
Publication of CN1329181A publication Critical patent/CN1329181A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1142315C publication Critical patent/CN1142315C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)

Abstract

TiAl基合金的快速高温气体渗氮工艺方法为:(一)渗氮前的预处理工艺:将切试样表面抛光,去脂清洗,将试样放入带有保护气氛的热处理炉或真空热处理炉中,在900℃去应力退火5h;(二)渗氮工艺:将试样以及适量的NH4Cl放入石英管电阻加热炉中,待炉口密封好后通人氩气,加入NH4Cl,与石英砂混合,打开电源升温,调整氨气流量,进行保温,渗氮,关掉氨气,试样随炉冷却,并通入氩气。

Description

TiAl基合金的快速高温气体渗氮工艺
本发明涉及的是一种渗氮工艺，特别是一种TiAl基合金的快速高温气体渗氮工艺，属于金属热处理领域。
气体渗氮广泛应用于钢铁材料，它是在钢铁材料表层富集氮的一种化学热处理方法，这种处理通常是使含有铝、铬、铜、钛或钒的合金钢工件在氨气中进行渗氮，渗氮温度在773K～863K之间。在所有工业领域中，应用渗氮来提高强度、抗磨损和抗腐蚀性能，已在技术上获得广泛应用。然而由于TiAl基合金室温组织通常由大量的γ相和少量的α2相组成，而且γ相为Ll0型面心立方结构，因此TiAl基合金的渗氮较钢铁，甚至铝含量低的其他Ti-Al系的合金都要困难。通过对现有技术的检索，发现《Surface and Coatings Technology》78(1996)211-218，由作者：C.L.Chu发表一文“Ion nitriding of titaniumaluminides with 25-53 at.％AL I：Nitriding parameters and microstructurecharacterization”，该技术主要研究了氮化温度、氮化时间、工作气压以及工作气氛(按氮气和氢气不同配比)对氮化的影响，氮化温度和时间是影响氮化后试样表面硬度的主要因素。该技术的主要缺点在于高能离子的轰击使工件的粗糙度和变形变大，成本很高。
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种TiAl基合金的快速高温气体渗氮工艺。
本发明的技术方案和实施情况如下：本发明的工艺方法主要包括：渗氮前的预处理工艺和渗氮工艺，具体为：
(一)渗氮前的预处理工艺：
1.将切割好的试样表面抛光至No.1000水砂纸，然后在丙酮和酒精中进行去脂清洗，
2.将清洗好的试样放入带有保护气氛的热处理炉或真空热处理炉中，在900℃去应力退火5h，
(二)渗氮工艺：
1.将试样以及适量的NH4Cl放入石英管电阻加热炉中，待炉口密封好后通入氩气，以驱赶炉中的空气，加入NH4Cl，主要是利用它在渗氮炉中分解产生HCl来除去工件表面的钝化膜，同时它还有促进金属氮化物形成的作用，由于NH4Cl在高于523K的情况下很快分解，故一般将NH4Cl与石英砂混合，装在不锈钢盒内，NH4Cl的量以每立方米渗氮炉容积加入0.4kg～0.5kg时效果最好，
2.打开电源升温，当到达预定温度后将氨气流量调整到5cm3·s-1～30cm3·s-1，按照30h—100h的时间进行保温，渗氮温度为1073K～1213K，当达到保温时间后关掉氨气，试样随炉冷却，并通入氩气，防止试样氧化。
以下进一步提供实施例：
实施例一
1试样进行渗氮前预处理：
(1)将切割好的试样表面抛光至No.1000水砂纸，然后在丙酮和酒精中进行去脂清洗，
(2)将清洗好的试样放入带有Ar保护气氛的热处理炉中，在900℃去应力退火5h，
2渗氮工艺，工艺参数如下表1所示：
表1实施例三渗氮工艺参数
渗氮温度(K)    氨气流量(cm3·s-1) 保温时间(h)
1073           5                    30
3实施效果：
其表面努氏硬度为761kg·mm-2，渗层厚度为13μm。
实施例二
1试样进行渗氮前预处理：
(1)将切割好的试样表面抛光至No.1000水砂纸，然后在丙酮和酒精中进行去脂清洗。
(2)将清洗好的试样放入带有Ar保护气氛的热处理炉中，在900℃去应力退火5h。
2渗氮，工艺参数如下表2所示：
表2实施例三渗氮工艺参数
渗氮温度(K)    氨气流量(cm3·s-1)  保温时间(h)
1133           15                    50
3实施效果：
其表面努氏硬度为957kg·mm-2，渗层厚度为50μm。
实施例三
1.试样进行渗氮前预处理：
(1)将切割好的试样表面抛光至No.1000水砂纸，然后在丙酮和酒精中进行去脂清洗。
(2)将清洗好的试样放入带有Ar保护气氛的热处理炉中，在900℃去应力退火5h。
2渗氮工艺，工艺参数如下表3所示：
表3实施例三渗氮工艺参数
渗氮温度(K)    氨气流量(cm3·s-1)  保温时间(h)
1213           30                    100
3实施效果：
其表面努氏硬度为1919kg·mm-2，渗层厚度为105μm。
本发明具有实质性特点和显著进步，在合金表面形成氮化物、扩散层以及合金基体的复合层可以大幅度提高TiAl基合金表面硬度，使渗氮速度提高2～3倍。当渗氮温度提高到1213K，渗氮时间延长到100h，试样的表面努氏硬度可达1919kg·mm-2。

Claims (2)

1、一种TiAl基合金的快速高温气体渗氮工艺，其特征在于工艺方法主要包括：渗氮前的预处理工艺和渗氮工艺，具体为：
(一)渗氮前的预处理工艺：
①将切割好的试样表面抛光至No.1000水砂纸，然后在丙酮和酒精中进行去脂清洗，
②将清洗好的试样放入带有保护气氛的热处理炉或真空热处理中，在900℃去应力退火5h，
(二)渗氮工艺：
①将试样以及适量的NH4Cl放入石英管电阻加热炉中，待炉口密封好后通入氩气，加入NH4Cl，将NH4Cl与石英砂混合，装在不锈钢盒内，
②打开电源升温，当到达预定温度后将氨气流量调整到5cm3.s-1～30cm3.s-1，按照30h—100h的时间进行保温，渗氮温度为1073K～1213k，当达到保温时间后关掉氨气，试样随炉冷却，并通入氩气。
2、根据权利要求1所述的这种TiAl基合金的快速高温气体渗氮工艺，其特征在于NH4Cl的量以每立方米渗氮炉容积加入0.4kg～0.5kg时效果最好。
CNB011134380A 2001-06-14 2001-06-14 TiAl基合金的快速高温气体渗氮工艺 Expired - Fee Related CN1142315C (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNB011134380A CN1142315C (zh) 2001-06-14 2001-06-14 TiAl基合金的快速高温气体渗氮工艺

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNB011134380A CN1142315C (zh) 2001-06-14 2001-06-14 TiAl基合金的快速高温气体渗氮工艺

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1329181A true CN1329181A (zh) 2002-01-02
CN1142315C CN1142315C (zh) 2004-03-17

Family

ID=4660164

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB011134380A Expired - Fee Related CN1142315C (zh) 2001-06-14 2001-06-14 TiAl基合金的快速高温气体渗氮工艺

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN1142315C (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1312315C (zh) * 2004-08-11 2007-04-25 德阳市佳和机电设备有限公司 合金轧辊的表面处理方法和制造方法
CN100392143C (zh) * 2005-09-29 2008-06-04 上海汽轮机有限公司 高温合金材料渗氮热处理工艺
CN102925851A (zh) * 2012-10-30 2013-02-13 江苏大学 铝及铝合金表面二段气体氮化方法
CN102943231A (zh) * 2012-10-30 2013-02-27 江苏大学 铝及铝合金表面三段气体氮化方法
CN103834906A (zh) * 2012-11-27 2014-06-04 大连经济技术开发区圣洁真空技术开发有限公司 渗氮剂用钢盒
CN109913796A (zh) * 2019-03-29 2019-06-21 长安大学 一种钛合金表面的TiAlN复合涂层及其制备方法

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1312315C (zh) * 2004-08-11 2007-04-25 德阳市佳和机电设备有限公司 合金轧辊的表面处理方法和制造方法
CN100392143C (zh) * 2005-09-29 2008-06-04 上海汽轮机有限公司 高温合金材料渗氮热处理工艺
CN102925851A (zh) * 2012-10-30 2013-02-13 江苏大学 铝及铝合金表面二段气体氮化方法
CN102943231A (zh) * 2012-10-30 2013-02-27 江苏大学 铝及铝合金表面三段气体氮化方法
CN102925851B (zh) * 2012-10-30 2015-07-08 江苏大学 铝及铝合金表面二段气体氮化方法
CN102943231B (zh) * 2012-10-30 2015-07-08 江苏大学 铝及铝合金表面三段气体氮化方法
CN103834906A (zh) * 2012-11-27 2014-06-04 大连经济技术开发区圣洁真空技术开发有限公司 渗氮剂用钢盒
CN109913796A (zh) * 2019-03-29 2019-06-21 长安大学 一种钛合金表面的TiAlN复合涂层及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN1142315C (zh) 2004-03-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Zhang et al. TiN coating of tool steels: a review
KR101496686B1 (ko) 코팅된 재료 내로 티탄 및 질화물을 확산시키는 방법
JP4685364B2 (ja) 結晶質α−Ａｌ２Ｏ３層を堆積する方法
JPS62294160A (ja) 反応性気体プラズマ中での材料の熱化学的表面処理方法
O'Brien et al. Plasma(Ion) Nitriding
JP3250966B2 (ja) 被覆切削工具およびその製造方法
JP3185015B2 (ja) 鉄基材料上に腐食及び磨耗防止層を形成する方法及び装置
CN106083203B (zh) 一种三元层状陶瓷的表面氮化方法
CN1142315C (zh) TiAl基合金的快速高温气体渗氮工艺
CN100552077C (zh) 一种钛及钛合金表面氧碳共渗的设备及方法
CN102409313A (zh) 一种刀具表面处理方法
CA2000320A1 (en) Surface treatment of metals and alloys
JP3971338B2 (ja) α型結晶構造主体のアルミナ皮膜の製造方法、α型結晶構造主体のアルミナ皮膜で被覆された部材およびその製造方法
Lee et al. Oxidation of nitride layers formed on Ti-6Al-4V alloys by gas nitriding
CN106399916B (zh) 一种钛合金刀具的表面改性方法
CN1020476C (zh) 钛上镀氮化物层的方法
KR100920725B1 (ko) 피증착물의 박막 증착 장치, 박막 증착 방법 및 이에 의해증착된 고속 가공용 공구
WO2009104273A1 (ja) 複合被膜を備えた鉄基合金製品
JPS63166957A (ja) 表面被覆鋼製品
CN110938803A (zh) 一种制备Ti-Mo-N润滑涂层的镀膜处理方法
JPH07300665A (ja) 金属基材のホウ素拡散浸透層・ホウ素膜形成方法
CN113667931B (zh) 一种镧系稀土氧化物复合TiSiN涂层
Chao et al. Single-point diamond turning of plasma-nitrided stainless steel
KR100474427B1 (ko) 열반응석출·확산법에 의한 탄질화 복합층 형성방법
CN1137283C (zh) 钢材表面渗金钢石处理方法

Legal Events

Date Code Title Description
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C06 Publication
PB01 Publication
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C19 Lapse of patent right due to non-payment of the annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee