一种奥氏体不锈钢复合表面处理工艺.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103014599A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN103014599A(43)申请公布日2013.04.03(21)申请号201210524477.0(22)申请日2012.12.09(71)申请人常州大学地址213164江苏省常州市武进区滆湖路1号(72)发明人胡静蔡伟王树凯李景才(74)专利代理机构常州佰业腾飞专利代理事务所(普通合伙)32231代理人金辉(51)Int.Cl.C23C8/34(2006.01)C23C8/38(2006.01)C23C8/10(2006.01)权利要求书权利要求书1页1页说明书说明书33页页附图附图22页(54)发明名称一种奥氏体不锈钢复合表面处理工艺(57)摘要本发明属于金属表面改性技术领域，具体涉及一种奥氏体不锈钢复合表面处理工艺。该方法主要包括以下步骤：1）对工件表面清洗，去除工件表面油污和杂质；2）待不锈钢工件冷却后，将其放入离子氮化炉内，通入经过干燥后的氢气，然后起辉升温，待达到一定温度后，通入氮气，调节氮气和氢气比例、炉内压力随后开始计时；3）渗氮一定时间后，关闭氮气，通入经过干燥后的空气，并保温一定时间。采用该工艺处理后的不锈钢不仅提高了表面耐磨性，而且保持住了不锈钢自身优良的耐腐蚀性能。CN103459ACN103014599A权利要求书1/1页1.一种奥氏体不锈钢复合处理工艺；其特征在于：该工艺包括以下步骤：（1）对不锈钢工件表面清洗，去除工件表面油污和杂质；（2）将不锈钢工件放入离子氮化炉内，通入经过干燥后的氢气，然后起辉升温，待达到渗氮温度时，通入氮气，调节氮气和氢气比例，所述比例为1:1~1:5，炉内压力为100~500Pa，随后开始计时，进行渗氮，渗氮温度为450~580℃，渗氮时间为2~24h；（3）渗氮时间完成后，关闭氮气，继续通入氢气，减小电流和电压值，待温度降到400~450℃时，通入经过干燥的空气进行表面氧化；（4）氧化10~20min后，关闭空气进气阀，关闭离子氮化炉，继续通入氢气，工件随炉冷却。2.根据权利要求1所述的奥氏体不锈钢复合处理工艺，其特征在于：所述氮气和氢气比例为1:3，所述炉内压力为300Pa，所述渗氮温度为560℃，渗氮时间为8h。3.根据权利要求1所述的奥氏体不锈钢复合处理工艺，其特征在于：所述氧化时间为15min。2CN103014599A说明书1/3页一种奥氏体不锈钢复合表面处理工艺技术领域[0001]本发明属于金属表面改性技术领域，尤其涉及一种奥氏体不锈钢复合处理工艺。背景技术[0002]离子渗氮是一种将氮原子渗入金属表层使金属表面改变化学成分和显微结构的离子化学热处理工艺。经过离子渗氮后的工件表面，可以形成一层致密的化合物层，这种化合物层具有较高的硬度和表面耐磨性，可以大大提高金属工件的使用寿命，因此得到了广泛的应用。[0003]奥氏体不锈钢具有优良的耐腐蚀性能，因此奥氏体不锈钢被广泛地应用在食品、医疗、化工等领域。然而，奥氏体不锈钢表面硬度低、耐磨性差，其应用范围受到了极大的限制。目前已有研究探索将离子渗氮应用于奥氏体不锈钢以提高其表面硬度和耐磨性，并取得了良好的效果。但进行离子氮化时，奥氏体不锈钢内的铬原子极易于与氮原子结合，形成铬氮化物，降低了奥氏体不锈钢表面铬含量，造成不锈钢耐蚀性下降。发明内容[0004]本发明的目的是克服现有技术存在的缺陷，提供一种耐蚀性好的奥氏体不锈钢复合表面处理工艺。[0005]实现本发明目的的技术方案是：一种奥氏体不锈钢复合处理工艺，该工艺包括以下步骤：[0006]（1）对不锈钢工件表面清洗，去除工件表面油污和杂质；[0007]（2）将不锈钢工件放入离子氮化炉内，通入经过干燥后的氢气，然后起辉升温，待达到渗氮温度时，通入氮气，调节氮气和氢气比例，所述比例为1:1~1:5，炉内压力为100~500Pa，随后开始计时，进行渗氮，渗氮温度为450~580℃，渗氮时间为2~24h；[0008]（3）渗氮时间完成后，关闭氮气，继续通入氢气，减小电流和电压值，待温度降到400~450℃时，通入经过干燥的空气进行表面氧化；[0009]（4）氧化10~20min后，关闭空气进气阀，关闭离子氮化炉，继续通入氢气，工件随炉冷却。[0010]上述技术方案，所述氮气和氢气比例为1:3，所述炉内压力为300Pa，所述渗氮温度为560℃，渗氮时间为8h。[0011]上述技术方案，所述氧化时间为15min。[0012]采用上述技术方案后，本发明具有以下积极的效果：[0013]（1）经过复合处理处理后的奥氏体不锈钢表面从外到内依次形成了致密的Fe3O4膜、化合物层、扩散层。化合物层主要成分为Fe2~3N和CrN，具有较高的硬度和良好的耐磨性，致密的Fe3O4膜则可以有