提升马氏体不锈钢表面硬度的方法技术

本发明专利技术提供一种提升马氏体系不锈钢表面硬度的方法，其与现有技术主要区别是在干燥步骤后有加入丙烷步骤，且还增加一个丙烷与氨气分解气体混合的气体混合步骤，其中，所述的加入丙烷步骤是将丙烷加入气体混合器内，且所述的丙烷的流量由微流量计控制在０．０５～０．０８公升／分钟；所述的气体混合步骤是将所述干燥步骤后的氨气分解气体与丙烷由气体混合器混合后一起送入加热炉内；凭借混合气体中的氢气将不锈钢的氧化膜还原，使丙烷所提供的碳原子更容易的进入不锈钢基底中，而达到防止过多的碳原子与铬形成碳化物，产生敏化现象进而影响不锈钢的耐蚀性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及种，特别是指一种提升马氏 体系不锈钢自攻螺丝表面硬度的方法。
技术介绍
传统技术中，要在一钢板上锁上一颗螺丝，必须先利用钻头(Dnll)钻出一个孔， 再利用攻牙器攻出(Tapping)螺牙，然后再锁上螺丝，因此在使用上较为不便，后 来有人发展出自攻螺丝5(Self Drilling Screw)，而如图1所示，是利用尾端的钻头 51先在钢板上钻孔，再运用其螺牙52部分，对钻头所钻的孔攻牙，同时直接将 所述的自攻螺丝5锁入，省时又省力而广为使用在建筑或木工等行业上；所述的自攻螺丝5—般有下列几种材质铝合金、合金钢、不锈钢......等，其中，不锈钢的自攻螺丝5常用的材质有奧氏体(Austemte)系与马氏体(Martensite) 系，而奥氏体不锈钢无法使用热处理技术来改变其金相组织结构，所以无法凭借 热处理来提升硬度，而另一种马氏体不锈钢则可凭借热处理技术来改变其金相组 织结构，以提升马氏体不锈钢的硬度，因此，若要使用在钢构方面，由于钢铁的 硬度较高，则必须选择马氏体系的不锈钢自攻螺丝5，而兼顾硬度、韧性与耐蚀 性的考虑，通常选用AISI410，其元素成分如下表所示<table>table see original document page 4</column></row><table>然而，马氏体系不锈钢在进行热处理技术中的奥氏体化与淬火时，如与空气 中的氧气作用即会使得其表面变黑而失去光辉，因此，需要添加氢气作为保护气氛，氢气会在炉口与氧气燃烧，阻绝氧气进入炉内，请再参阅图2、图3所示，是一般常用的方式，其包含一进料步骤11，所述的进料步骤11是将不锈钢放入连续处理炉2内； 一加热步骤12，所述的加热步骤12是将进料步骤11所放的不锈钢加热，且所述的加热步骤12是由连续处理炉2的加热炉21对所述的不锈钢进行加热，且 所述的加热炉21又可区分为一预热区211与两奥氏体化区212，且所述的一预热 区211与两奥氏体化区212其温度可分别独立控制与调整；一加入分解气体步骤13，所述的加入分解气体步骤13是当加热步骤12的加 热炉21内的温度达50(TC以上时，即开始将分解气体加入连续处理炉2内，而所 述的分解气体是凭借下列步骤产生，其包含 一加氨步骤16，所述的加氨步骤16 是将氨22(NH3)输出至变成炉23内； 一分解步骤17，是将加氨步骤16所提供的 氨22由变成炉23将其分解为氮气(N2)与氢气(H2); —干燥步骤18，所述的干燥 步骤18是将分解步骤17分解气体的水气与末分解的氨22以干燥器24内的分子 筛去除；一冷却步骤14，所述的冷却步骤14是将加热步骤12所加热至奧氏体化的不 锈钢凭借连续处理炉2的冷却炉25急速冷却，且所述的冷却炉25后设有向下倾 斜区251;一添加氮气步骤19，所述的添加氮气步骤19是将液态氮26经由一蒸发器27 蒸发为气态后，送至冷却步骤14中冷却炉25与向下倾斜区251;一出料步骤15，所述的出料步骤15是将冷却步骤14后的不锈钢送出或进行 其它热处理，如回火；但是，上述现有的光辉热处理方式其虽可凭借变成炉23分解氨22，以产生 分解气体氢气与氮气，再凭借干燥器24内设有的分子筛，将分解气体的水气与未 分解的氨去除，而防止这些水气与未分解的氨22，在高温下与不锈钢接触，而导 致不锈钢无法光辉，另所述的分解气体是在加热炉21其温度在500°C以上后再送 入，使分解气体中的氢气自燃，且随着分解气体逐渐填满加热炉23，使火焰逐渐 往加热炉23的进料处方向移动，最后在连续处理炉2的进料口处产生火帘，以阻 绝外部氧气进入连续处理炉2内，而达光辉效果，且冷却炉25与向下倾斜区28 都灌入氮气，而出口处向下倾斜，更进一步阻绝氧气进入；然，经热处理后的马氏体系不锈钢，其表面硬度通常为490 500Hv、心部硬 度为410~430，因此，所述的不锈钢自攻螺丝5在对3mm的AISI304钢板钻孔时， 所述的自攻螺丝5因表面硬度不足而无法成功地钻孔施工；再如，中国台湾专利公报公告号第205072号"奥斯田铁系(或称奥氏体)不 锈钢与低碳钢或低碳合金钢形成的复合自攻与自钻螺丝的制法"，其主要是将母 材为低碳钢或低碳合金钢，预先锻造或切削成包括肩部与无螺纹柄部或含钻头部 的圆杆，在经渗碳与适当热处理后，与预先成形头部的无螺纹奥氏体系不锈钢圆 杆以焊接方法接合在一起，随后切削焊接毛边与渗碳钢圆杆的肩部，形成一适当 宽度的无渗碳硬化区，最后进行滚螺纹加工与全淬火处理，以制成一种头部和具 螺纹柄缔结部为奥氏体系不锈钢材质，而自攻螺纹部与钻头部为低碳钢或低碳合 金钢材质的自攻与自钻螺丝；但是，上述的"奥斯田铁系不锈钢与低碳钢或低碳合金钢形成的复合自攻与 自钻螺丝的制法"，其虽可以焊接方式将材质为低碳钢或低碳合金钢的自攻螺纹 与钻头部与材质为奥氏体系的头部与具螺纹的柄部接合在一起，而可钻较厚的钢 板；但是，所述的头部与具螺纹柄缔结部为奥氏体系不锈钢材质，而自攻螺纹部 与钻头部为低碳钢或低碳合金钢材质的自攻与自钻螺丝，在工艺步骤上太过琐碎， 往往因此提高制造成本且降低生产率，再者，工艺步骤越是琐碎相对的在工艺上 出错机率也会提升，使不良品产生的机率也相对提高，而所述的螺丝其材质为低 碳钢或低碳合金钢的部分是非不锈钢，因此，所述的低碳钢或低碳合金钢部份其 耐蚀性较差，而降低螺丝的使用寿命。因此，如何在不影响马氏体系不锈钢其韧性与耐蚀性下，控制渗碳的流量， 以最大幅度地提升马氏体系不锈钢其表面硬度，即为本案专利技术人所欲解决的技术 困难点的所在。
技术实现思路
本专利技术是提供一种提升马氏体系不锈钢表面硬度的方法，凭借混合气体中的 氢气将不锈钢的氧化膜还原，使丙垸所提供的碳原子更容易进入不锈钢基底中， 且丙烷的流量控制在0.05-0.08公升/分钟，防止过多的碳原子与铬形成碳化物， 产生敏化现象进而影响不锈钢的耐蚀性。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是一种提升马氏体系不锈钢表面硬度的方法，其特征在于，其包含以下步骤 进料步骤，所述的进料步骤是将不锈钢放入连续处理炉内；加热步骤，所述的加热步骤是将进料步骤所放的不锈钢加热，且所述的加热步骤是凭借连续处理炉的加热炉对所述的不锈钢进行加热，且所述的加热炉又可 分为一个预热区与两个奥氏体化区；加入混合气体步骤，所述的加入混合气体步骤是当加热步骤的加热炉内的温 度达50(TC以上时，即开始将混合气体加入连续处理炉内，而所述的混合气体是 凭借下列步骤产生，其包含加氨步骤、分解步骤、干燥步骤、气体混合步骤， 其中所述的加氨步骤是将氨输出至变成炉内；所述的分解步骤是将加氨步骤所 提供的氨由变成炉将其分解为氮气与氢气；所述的干燥步骤是将分解步骤分解气 体后的水气与未分解的氨以干燥器内的分子筛去除；所述的加入丙垸步骤是将丙 垸加入气体混合器内；所述的气体混合步骤是将所述的干燥步骤后的分解气体与 加入丙烷步骤中的丙垸由气体混合器混合后一起送入连续处理炉内；冷却步骤，所述的冷却步骤是将加热步骤加热至奥氏体化的不锈钢凭借连续 处理炉的冷却炉急速冷却，且冷却炉后设有向下倾斜区；添加氮气歩骤，所述的添加氮气步骤是将液本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提升马氏体系不锈钢表面硬度的方法，其特征在于，其包含以下步骤：　进料步骤，所述的进料步骤是将不锈钢放入连续处理炉内；　加热步骤，所述的加热步骤是将进料步骤所放的不锈钢加热，且所述的加热步骤是凭借连续处理炉的加热炉对所述的不锈钢进行加热，且所述的加热炉又可区分为一个预热区与两个奥氏体化区；　加入混合气体步骤，所述的加入混合气体步骤是当加热步骤的加热炉内的温度达５００℃以上时，即开始将混合气体加入连续处理炉内，而所述的混合气体是凭借下列步骤产生，其包含：加氨步骤、分解步骤、干燥步骤、气体混合步骤，其中：所述的加氨步骤是将氨输出至变成炉内；所述的分解步骤是将加氨步骤所提供的氨由变成炉将其分解为氮气与氢气；所述的干燥步骤是将分解步骤分解气体后产生的水气与未分解的氨以干燥器内的分子筛去除；所述的加入丙烷步骤是将丙烷加入气体混合器内；所述的气体混合步骤是将所述的干燥步骤后的分解气体与加入丙烷步骤中的丙烷由气体混合器混合后一起送入连续处理炉内；　冷却步骤，所述的冷却步骤是将加热步骤加热至奥氏体化的不锈钢凭借连续处理炉的冷却炉急速冷却，且冷却炉后设有向下倾斜区；　添加氮气步骤，所述的添加氮气步骤是将液态氮经由一蒸发器蒸发为气态后，送至冷却步骤中的冷却炉与向下倾斜区；　出料步骤，所述的出料步骤是将冷却步骤后的不锈钢送出或进行其它热处理。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘正贤，
申请(专利权)人：刘正贤，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]