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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113005395A(43)申请公布日2021.06.22(21)申请号201911325413.6(22)申请日2019.12.20(71)申请人中核建中核燃料元件有限公司地址644000四川省宜宾市翠柏大道迎宾路(八一二厂)(72)发明人皇甫鸿宾何俊杰李林冲张塞柏王卫东肖永华张成余范绍华刘亮徐春刘兵(74)专利代理机构核工业专利中心11007代理人高安娜(51)Int.Cl.C23C10/42(2006.01)C23C8/26(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图1页(54)发明名称一种奥氏体不锈钢渗铬氮化表面处理工艺(57)摘要本发明属于核燃料制造领域,具体涉及一种奥氏体不锈钢渗铬氮化表面处理工艺,将工件埋入渗铬剂,再一同装入渗铬罐再入渗铬炉进行渗铬热处理,将工件置于高压真空气淬炉,渗铬层转化为渗铬氮化复合渗层,渗铬剂其成分为铬粉、填充剂和催化剂,渗铬热处理首先进行渗铬粉剂预处理及装载封装,再进行热处理;氮化处理包括清洗并干燥试样、工件和氮化炉,之后氮化炉进行渗氮热处理。渗铬剂配方避免了板结现象,对工造不易造成损伤,设计渗铬保温时间因素与渗层厚度之间的关系,控制渗铬层厚度,以及减小工件变形,固溶氮化工艺能够满足氮化要求,且消除了粉末渗铬过程对材料性能造成的不利影响。CN113005395ACN113005395A权利要求书1/1页1.一种奥氏体不锈钢渗铬氮化表面处理工艺,其特征在于,包括如下步骤:步骤一、渗铬处理将工件埋入渗铬剂,再一同装入渗铬罐再入渗铬炉进行渗铬热处理;步骤二、氮化处理将工件置于高压真空气淬炉,渗铬层转化为渗铬氮化复合渗层。2.如权利要求1所述的一种奥氏体不锈钢渗铬氮化表面处理工艺,其特征在于:所述的步骤一中的渗铬剂其成分为铬粉、填充剂和催化剂。3.如权利要求2所述的一种奥氏体不锈钢渗铬氮化表面处理工艺,其特征在于:所述的铬粉为纯度为99%的铬粉,填充剂为三氧化二铝,催化剂为NH4Cl、NH4I或者NaF。4.如权利要求3所述的一种奥氏体不锈钢渗铬氮化表面处理工艺,其特征在于:所述的催渗剂为NH4I时,渗铬粉配比为,质量百分比1-3%的NH4I、25-50%的80-150目99%纯度铬粉、50-75%的60-150目99%氧化铝粉。5.如权利要求3所述的一种奥氏体不锈钢渗铬氮化表面处理工艺,其特征在于:所述的步骤一中,渗铬热处理首先进行渗铬粉剂预处理及装载封装,再进行热处理;所述的预处理包括清洁、干燥渗铬炉、渗铬罐、工件以及渗铬剂,并驱除渗铬罐内的空气。6.如权利要求5所述的一种奥氏体不锈钢渗铬氮化表面处理工艺,其特征在于:在干燥NH4I时,宜在50℃~80℃的温度下烘烤1~2小时。7.如权利要求5所述的一种奥氏体不锈钢渗铬氮化表面处理工艺,其特征在于:在进行渗铬热处理时,首先应在280℃的温度下保温,其后升温至600℃保温,然后升温至渗铬温度下保温至生成渗铬层厚度,渗铬温度为1100℃。8.如权利要求1所述的一种奥氏体不锈钢渗铬氮化表面处理工艺,其特征在于:氮化处理具体包括2.1)清洗并干燥试样、工件和氮化炉2.2)试样、工件装入氮化炉进行渗氮热处理。9.如权利要求8所述的一种奥氏体不锈钢渗铬氮化表面处理工艺,其特征在于:所述的渗氮热处理中氮化温度为1060~1080℃,氮化保温时间4~5小时,保温压力0.10-0.3Mpa,冷却速度为1h之内降至室温。10.如权利要求1所述的一种奥氏体不锈钢渗铬氮化表面处理工艺,其特征在于:所述的步骤一之后进行渗铬层检测,步骤二之后进行固溶氮化检测,分别确定渗铬层厚度、复合渗层厚度和Cr2N物相占比。2CN113005395A说明书1/6页一种奥氏体不锈钢渗铬氮化表面处理工艺技术领域[0001]本发明属于核燃料制造领域,具体涉及一种不锈钢渗铬氮化表面处理工艺。背景技术[0002]在钠冷快堆特有要求的燃料组件及堆内构件的不锈钢零件表面处理技术中,或者用于民用的不锈钢零件表面硬化技术中,常常需要对氏体不锈钢零件表面渗铬氮化,其目的是为了避免在钠冷快中子堆内的部分零部件在辐照使用和操作中产生粘连,该技术是对不锈钢表面进行渗铬再进行氮化,达到表面有足够厚度和强度的硬化层,对零件予以加硬强化处理的一种表面处理工艺。[0003]该技术曾是制约公司快堆燃料组件科研生产的技术瓶颈,因此必须自行研究突破和彻底掌握该技术。[0004]常规不锈钢渗铬法渗铬层厚度无法达到技术要求的足够厚度,以及常用的氮化方法不能生成氮化二铬为主的渗层。现有公开文献资料的粉末渗铬、气体渗铬、盐浴渗铬等不适用于公司产品生产,按公开文献进行工艺试验不能得到结果的再现,由于是铬向含铬的不锈钢基体内部的浓度扩散,所以现有这些公开渗