一种离子渗氮复合表面改性处理方法.pdf

(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CN110438440A(43)申请公布日2019.11.12(21)申请号201910814136.9(22)申请日2019.08.30(71)申请人日照职业技术学院地址276826山东省日照市烟台北路16号(72)发明人高玉新王均波(74)专利代理机构北京科亿知识产权代理事务所(普通合伙)11350代理人汤东凤(51)Int.Cl.C23C8/38(2006.01)权利要求书1页说明书3页(54)发明名称一种离子渗氮复合表面改性处理方法(57)摘要本发明公开了一种离子渗氮复合表面改性处理方法，包括以下方法步骤：a，首先对钢材进行切割加工，切割加工选择激光切割，并对表面进行抛光处理；b，将切割后的工件进行高温加热处理；c，将热处理后的板材送入真空炉中进行渗氮处理；d，对渗氮完成后的板材进行正火和回火加工，然后自然冷却至常温，完成加工。本发明专利渗入速度快，无需特别的加热和保温设备，且可以获得均匀的温度分布，与间接加热方式相比加热效率可提高两倍以上，达到节能效果，可大大降低处理成本，渗氮组织易于控制，通过调节氮、氧、氢及其他气氛的比例，可自由地调节化合物层的组成，从而获得预期的机械性能，适应范围广泛，且污染废弃物较少，较为环保。CN110438440ACN110438440A权利要求书1/1页1.一种离子渗氮复合表面改性处理方法，包括以下方法步骤，其特征在于：a，首先对钢材进行切割加工，切割加工选择激光切割，并对表面进行抛光处理；b，将切割后的工件进行高温加热处理；c，将热处理后的板材送入真空炉中进行渗氮处理；d，对渗氮完成后的板材进行正火和回火加工，然后自然冷却至常温，完成加工。2.根据权利要求1所述的一种离子渗氮复合表面改性处理方法，其特征在于，步骤a中，切割包括以下步骤，采用有限元分析软件，应用CAD或UG建模系统创建工件数值模拟模型；所述激光控制系统输出的激光的波长为12.4μm-32.6μm，功率为80W-420W，频率为180MHz，激光输出单元和工作平台之间的距离为0cm-45cm。3.根据权利要求1所述的一种离子渗氮复合表面改性处理方法，其特征在于，步骤b中加热工序包括以下步骤，辅助加热炉中进行加热，温度控制在1000-1200℃，还原期需要加强脱氧操作，向炉内加入纯度为98％的V、W、Mo、Cr的合金元素，加热完成后进行表面清理去除分型面和芯头处的披缝、毛刺、冒口切除痕迹，然后进行表面处理。4.根据权利要求1所述的一种离子渗氮复合表面改性处理方法，其特征在于，步骤c中，采用氮气、氧气、氢气混合气体，氮气与氢气的流量分别为180ml/min和720ml/min，氧气设为50ml/min，气体压力保持在500Pa，温度为650℃，时间为1.8h。5.根据权利要求1所述的一种离子渗氮复合表面改性处理方法，其特征在于，步骤c中，所述真空炉保温阶段电流密度为0.5-5mA/cm2,电压600-700V。6.根据权利要求1所述的一种离子渗氮复合表面改性处理方法，其特征在于，步骤d中，所述正火工序在常温范围内进行奥氏体化处理，然后进行保温，保温时间根据零件有效厚度确定；将保温后的工件快速放入流动的水基悬浮液淬火介质中冷却，然后取出停留在空气中，多次重复上述冷却及停留过程；正火：将工件放入电阻炉中，在正火温度下保温；冷却：将正火后的工件取出，在空气中冷却至室温。7.根据权利要求1所述的一种离子渗氮复合表面改性处理方法，其特征在于，所述回火工序包括以下，首先，在回火升温到达200℃前启动抽真空设备对回火炉抽真空，去除空气；其次，在炉温升至200℃时，充惰性气体进炉胆，然后启动循环风机升温回火，在此过程中需保证炉内惰性气体压力大于大气压力，并且保持稳定；最后，回火结束后放掉热的惰性气体，再充惰性气体氩气冷却至400℃时，工件出炉空冷。2CN110438440A说明书1/3页一种离子渗氮复合表面改性处理方法技术领域[0001]本发明涉及离子渗氮技术领域，尤其是一种离子渗氮复合表面改性处理方法。背景技术[0002]离子渗氮是在低真空的含氮气氛中，以炉体为阳极，被处理工件为阴极，在阴阳极间加上数百伏的直流电压，使之产生辉光放电进行渗氮处理的化学热处理工艺。离子渗氮有多种名称，如离子氮化、辉光放电氮化、离子轰击渗氮、等离子体渗氮等。[0003]离子渗氮是在真空室内进行的，工件接高压直流电源的负极，真空中单接正极。将真空室的真空度抽到10Pa后，充入少量氮气或氢气、氮气的混合气体。当电压调整到400-800V时，氮即电离分解成氮离子、氢离子和电子，并在工件表面产生辉光放电现象。正离子受电场作用加速轰击工件表面，使工件升温到渗氮温度。氮离子在钢件表面获得电子，还原成氮