一种奥氏体不锈钢分段式加压固溶氮化催渗方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103088283A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103088283103088283A(43)申请公布日2013.05.08(21)申请号201310003926.1(22)申请日2013.01.06(71)申请人燕山大学地址066004河北省秦皇岛市海港区河北大街西段438号(72)发明人傅万堂王博时钟平曲明贵王振华吕知清刘天洋(74)专利代理机构石家庄一诚知识产权事务所13116代理人续京沙(51)Int.Cl.C23C8/26(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书2页说明书2页附图2页附图2页(54)发明名称一种奥氏体不锈钢分段式加压固溶氮化催渗方法(57)摘要一种奥氏体不锈钢分段式加压固溶氮化催渗方法，其主要是：将奥氏体不锈钢置于专利名称为“一种具有双压平衡结构的增压高温氮化装置”专利号为201210530358.6固溶氮化炉中，并以0.5-2L/min流速通入NH3至炉内压强到达0.1～1.0MPa范围，在温度为500～700℃下进行NH3氮化预处理5～10h；再将上述固溶氮化炉内NH3完全排出并以1-5L/min流速通入N2至炉内压强到达0.1～1.0MPa范围，后将炉温迅速升至900～1200℃，在此条件下进行N2固溶氮化处理1～20h，随后快速水冷至室温，在奥氏体不锈钢表面形成固溶氮化层。本发明可提高氮化效率，增加渗层的整体氮含量，有效减缓甚至避免氮化过程中渗件晶粒粗化。CN103088283ACN10382ACN103088283A权利要求书1/1页1.一种奥氏体不锈钢分段式加压固溶氮化催渗方法，其特征是：（1）将奥氏体不锈钢置于专利名称为“一种具有双压平衡结构的增压高温氮化装置”、申请号为201210530358.6的固溶氮化炉中，并以0.5-2L/min流速通入NH3至炉内压强到达0.1～1.0MPa范围，在温度为500～700℃下进行NH3氮化预处理5～10h；（2）将上述固溶氮化炉内NH3完全排出并通入N2至炉内压强到达0.1～1.0MPa范围，该N2流量为1-5L/min，后将炉温迅速升至900～1200℃范围进行N2固溶氮化处理1～20h，随后快速水冷至室温，在奥氏体不锈钢表面形成固溶氮化层。2CN103088283A说明书1/2页一种奥氏体不锈钢分段式加压固溶氮化催渗方法技术领域[0001]本发明涉及一种金属表面化学热处理方法，特别是奥氏体不锈钢的固溶氮化方法。背景技术[0002]作为一种新型表面化学热处理技术，固溶氮化已广泛应用于医药、化工、机械制造等生产中。传统的固溶氮化一般是在高温（1050～1200℃）和一定压力的氮气气氛中实现的。为增加固溶氮化层厚度及氮含量，需在高温N2环境中进行长时间的保温处理，以保证N2大量分解出活性N原子并获得较高的扩散速度，这就不可避免地导致奥氏体不锈钢的晶粒粗化和整体性能恶化，并加大工业生产中设备的损耗速度。因此，固溶氮化周期的长短将直接影响渗件的整体质量。[0003]通过对现有技术的检索，发现由作者FuRui-dong发表一文“SolidSolutionNitridingTechnologyof15Cr-7.5Mn-2.6MoDuplexStainlessSteel”中采用了高温多段固溶氮化，但其各段工艺的温度均大于1050℃，并未从根本上降低固溶氮化温度。文献《奥氏体不锈钢的氨气渗氮处理》中采用三段式氮化工艺，三段温度不同，但氮化介质均为NH3，N原子未固溶于不锈钢表层，有氮化物析出。发明内容[0004]本发明的目的在于提供一种可提高氮化效率，增加渗层的整体氮含量，有效减缓甚至避免氮化过程中渗件晶粒粗化的奥氏体不锈钢分段式加压固溶氮化催渗方法。本发明主要是：采用不同介质依次在低温和高温两段区间进行氮化处理，随后快速水冷至室温，在奥氏体不锈钢表面形成固溶氮化层。[0005]本发明的技术方案如下：[0006]（1）将奥氏体不锈钢置于专利名称为“一种具有双压平衡结构的增压高温氮化装置”、申请号为201210530358.6的固溶氮化炉中，并以0.5-2L/min流速通入NH3至炉内压强到达氮化压强0.1～1.0MPa范围，在温度为500～700℃下进行NH3氮化预处理5～10h。[0007]（2）将上述固溶氮化炉内NH3完全排出并通入N2至炉内压强到达0.1～1.0MPa范围，该N2流量为1-5L/min，后将炉温迅速升至900～1200℃进行N2固溶氮化处理1～20h，随后快速水冷至室温，在奥氏体不锈钢表面形成固溶氮化层。[0008]本发明与现有技术相比具有如下优点：[0009]1、在整个氮化过程中都具备相对较高的渗速，低温高速强渗在于NH3在较低（500～700℃