固体稀土渗氮催渗剂.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102268632A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102268632A(43)申请公布日2011.12.07(21)申请号201110097678.2(22)申请日2011.04.19(71)申请人哈尔滨意锋稀土材料开发有限公司地址150076黑龙江省哈尔滨市道里区通达街347号11层C座(72)发明人刘志儒闫牧夫刘成友吕军成张国良王德欣李建华向文明(51)Int.Cl.C23C8/24(2006.01)权利要求书1页说明书2页附图1页(54)发明名称固体稀土渗氮催渗剂(57)摘要本发明是一种固体稀土渗氮用催渗剂，它由下述成分按重量百分比均匀混合组成：氯化稀土50-90％、氯化铵5-30％和尿素5-20％。该稀土催渗剂为膏状固体，装在用蜡密封带有塑料贴膜的纸盒中，使用时再放入铁罐中随被渗氮工件一起装入气体氮化炉中使用。本发明的催渗剂具有制备简单、使用便捷、可提高渗氮速度30-60％，节约能源，提高工件表层硬度HV50-150等优点。CN102683ACCNN110226863202268639A权利要求书1/1页1.固体稀土渗氮催渗剂，其特征在于：它由下述成分按重量百分比均匀混合组成：氯化稀土50--90％、氯化铵10--30％和尿素5--20％。2.根据权利要求1所述的固体稀土渗氮催渗剂，其特征在于该催渗剂为膏状固体，装在带有塑料贴膜的纸盒中用蜡密封，使用时再放入铁罐中随被渗氮工件一起装入气体氮化炉中。2CCNN110226863202268639A说明书1/2页固体稀土渗氮催渗剂技术领域：[0001]本发明涉及一种固体稀土渗氮催渗剂。背景技术：[0002]渗氮是一种常用的金属工件表层化学热处理方法，在一定温度下将活性氮原子渗入到金属工件表层形成化合物层，改变金属工件表层相结构，从而改善金属工件表层机械性能、抗腐蚀性能、获得良好的耐磨性，抗疲劳性。但在常规的气体渗氮工艺中存在着时间长、功效低、耗电大、废气排放多等难题和缺陷。许多热处理专业人士都在努力寻求新方法，以克服在渗氮过程中存在的弊病。哈尔滨工业大学新发明《稀土在气体渗氮及碳氮共渗工艺中的应用方法》专利号97114434.6得到业内人士公认，当渗氮过程中含有稀土元素时，能加速介质分解，有利于气相活化，稀土元素沉积在金属表面，能进入工件表层，使周围点阵产生严重畸变，有利于氮原子吸附和扩散，使化学热处理过程明显加快。但现在市场上还没有渗氮用的稀土催渗剂，因而传统渗氮工艺存在时间长、功效低、耗电大等缺陷没有得到彻底改善。发明内容：[0003]本发明的目的在于克服渗氮工艺中存在的弊病，提供一种渗氮时间短、功效高、耗电低、废气排放少并能改善工件表面性能的渗氮用稀土催渗剂。[0004]为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：[0005]固体稀土渗氮催渗剂，它由下述成分按重量百分比均匀混合组成：氯化稀土：50-90％，氯化铵：5-30％和尿素：5-20％。[0006]该稀土催渗剂为膏状固体，装在用蜡密封带有塑料贴膜的纸盒中，使用时再放入铁罐中随被渗氮工件一起装入气体氮化炉中。[0007]本发明固体稀土渗氮催渗剂的优点为：[0008]1、本发明的渗氮用稀土催渗剂制备简单、使用便捷、生产成本低。[0009]2、提高渗氮速度[0010]在渗氮条件下的α相Fe中稀土原子可渗入钢的表层，使结构钢表层缺陷增殖。提高活性氮原子[N]的渗入系数β和扩散系数D，提高了N、C渗入速度，对于常见的合金结构钢如38CrMoAL钢，可提高渗氮速度35-50％，对于42CrMo钢可提高渗氮速度50-60％。[0011]3、由于稀土原子的渗入，提高渗氮工件表面硬度。改变氮化物形成状态，使在常规氮化中一般所形成片状氮化物转变为准球状氮化物，并弥散分布，内应力较小，脆性明显改善，从而大大提高了金属工件氮化表层的硬度和韧性，一般常见的合金结构钢采用稀土渗氮后可提高硬度HV50-150单位。[0012]4、可以节电40％左右。[0013]5、可以缩短生产周期35％以上。[0014]6、减少废气排放30％以上。3CCNN110226863202268639A说明书2/2页附图说明：说明书附图图1为实施例1中原生产工艺，其中n为氨分解率。图2为实施例1中稀土氮化生产工艺(n为氨分解率)。具体实施方式：[0015]本发明所述的固体稀土渗氮催渗剂，是由氯化稀土、氯化铵和尿素制成，这三种成分重量百分比是：氯化稀土：50-90％，氯化铵：5-30％和尿素：5-20％。相互均匀混合制成膏状固体，装入用蜡密封带有塑料贴膜的纸盒中。在使用时，将一定量的固体稀土渗氮催渗剂装入铁罐(或不锈钢罐)中，随被渗氮工件一起装入渗氮炉中。催渗剂的加入量与炉膛尺寸和表面积有关。[0016]本发明所