基于复合渗氮金属表面基的原位生长表面热处理工艺制造技术

本公开是关于一种基于复合渗氮金属表面基的原位生长表面热处理工艺，包括：对待处理的工件进行液体离子复合渗氮处理，以在工件表面形成防腐耐磨的化合物层组织；其中该化合物层组织包括氮化物组织、碳化物组织和氧化物组织；对渗氮处理后的工件进行锌镍氮氧原位复合生长处理，以在工件表面形成防腐耐磨层。本公开工艺处理后的工件表面渗层与基体结合力较高，不易脱落，工件防腐耐磨性能较好，表面硬度高，且具有较高的耐冲击耐冲刷性能。

【技术实现步骤摘要】
基于复合渗氮金属表面基的原位生长表面热处理工艺
本公开涉及热处理
，尤其涉及一种基于复合渗氮金属表面基的原位生长表面热处理工艺。
技术介绍
现行广泛采用的民用建筑和工业用工件多为碳素钢工件和不锈钢工件。碳素钢工件极易腐蚀和磨损，使用寿命短，而不锈钢工件表面粘性大，耐磨性能不佳。为了解决上述问题，相关技术中采用工件表面防腐耐磨处理技术，如采用铬锌电镀层，达克罗涂层(锌铝涂层)、锌镍共渗涂层、热浸锌涂层、镀钛银油漆涂层等表面处理工艺，但是目前的工艺处理后的零部件存在涂镀层与基体结合力较低，涂层易脱落、防腐耐磨性能较差、表面硬度不高、耐冲击、耐冲刷性能低等问题。因此，有必要提供一种新的表面热处理技术方案改善上述方案中存在的一个或者多个问题。
技术实现思路
本公开的目的在于提供一种基于复合渗氮金属表面基的原位生长表面热处理工艺，进而至少在一定程度上克服由于相关技术的限制和缺陷而导致的一个或者多个问题。本公开实施例提供一种基于复合渗氮金属表面基的原位生长表面热处理工艺，包括：对待处理的工件进行液体离子复合渗氮处理，以在工件表面形成防腐耐磨的化合物层组织；其中该化合物层组织包括氮化物组织、碳化物组织和氧化物组织；对渗氮处理后的工件进行锌镍氮氧原位复合生长处理，以在工件表面形成防腐、耐磨以及耐冲击渗层。本公开的实施例中，所述对待处理的工件进行液体离子复合渗氮处理，包括：对工件内外表面进行除油、清洗、干燥预处理；预处理后的工件放置在电阻加热炉中预热，预热温度为200～450℃，时间为10～100分钟；预热后的工件在中频感应加热液体离子渗氮炉中加热均匀保温，保温温度为400～600℃，时间为10～120分钟；保温后工件在中频感应加热液体离子渗氮炉中进行液体离子氮化处理，温度为500～650℃，时间为10～120分钟，以形成防腐耐磨的化合物层组织,该化合物层达到1～3级。本公开的实施例中，还包括：对所述工件进行二次液体离子氮化处理，所述工件在中频感应加热液体离子渗氮炉中进行液体离子氮化处理，温度为500～650℃，时间为10～120分钟，以形成防腐耐磨的化合物层组织，该化合物层达到3～6级。本公开的实施例中，还包括：氮化处理后的工件在氧化炉中加热氧化处理，温度为300～450℃，时间为10～120分钟，以在工件表面形成防腐耐磨的氧化物组织。本公开的实施例中，还包括：对氧化处理后的所述工件进行钝化处理，温度为200～400℃，时间为10～30分钟。本公开的实施例中，所述对渗氮处理后的工件进行锌镍氮氧原位复合生长处理，包括：对工件进行超声波清洗、烘干处理；将处理后的工件放入锌镍氮氧原位复合生长处理炉内，按照镍粉、锌粉的重量份比例为1∶10加入镍粉和锌粉渗剂，盖上炉盖密封；在锌镍氮氧原位复合生长处理炉内进行锌镍氮氧原位复合生长处理以在工件表面形成镍铁化合物层组织。本公开的实施例中，还包括：加入镍粉和锌粉渗剂并盖上炉盖后搅拌7～12分钟；搅拌后将锌镍氮氧原位复合生长处理炉内抽真空，并保压10～30秒。本公开的实施例中，所述在锌镍氮氧原位复合生长处理炉内进行锌镍氮氧原位复合生长处理，包括：将锌镍氮氧原位复合生长处理炉的炉体一边滚动一边加热，使炉温在1至2小时内升温到400～550±10℃；在400～550℃温度保温、保压5～6小时；继续转动炉体并将炉温降低到50～70℃，取出工件。本公开的实施例中，在炉温的升温过程中，对炉内抽真空2～3次。本公开的实施例中，经该工艺处理后的工件表面最终的防腐耐磨层由表及里依次包括锌镍层、锌镍氮氧层、锌镍氮层和氮化物扩散层；其中，锌镍层至少包括锌和镍；锌镍氮氧层至少包括锌、镍、Fe2N、Fe3N、Fe4N和Fe3O4组织；锌镍氮层至少包括锌、镍、Fe2N、Fe3N和Fe4N组织；氮化物扩散层至少包括Fe2N和Fe3N组织。本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：本公开实施例中，该工艺处理后的工件表面渗层与基体结合力较高，不易脱落，工件防腐耐磨性能较好，表面硬度高，且耐冲击耐冲刷性能较高。相对于现有工艺，本公开工艺处理后的工件表面具有较好的耐腐蚀性能、耐磨损性能、耐烧蚀性能、耐冲击性能和耐候性能，可以替代和提升现有的达克罗、锌镍共渗涂层、热渗锌、镀钛银油漆涂层等表面处理工艺。附图说明图1示出本公开实施例中基于复合渗氮金属表面基的原位生长表面热处理工艺流程图；图2示出普通锌镍共渗处理后工件渗层显微金相组织图；图3示出本公开实施例工艺处理后工件表面渗层显微金相组织图；图4示出本公开示例性实施例中工件耐冲击性试验视频截图；图5示出本公开示例性实施例中工件耐冲击性试验另一视频截图。具体实施方式现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本公开将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。此外，附图仅为本公开的示意性图解，并非一定是按比例绘制。图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。附图中所示的一些方框图是功能实体，不一定必须与物理或逻辑上独立的实体相对应。本公开涉及黑色金属和不锈钢等表面改性技术或表面热处理技术，具体涉及一种基于复合渗氮强化工件金属基表面的锌镍氮氧原位复合生长技术工艺。本专利技术实施例提供的技术工艺可以替代和提升现有的达克罗、锌镍共渗涂层、热渗锌、镀钛银油漆涂层等表面处理工艺。参考图1中所示，本公开实施例提供一种基于复合渗氮金属表面基的原位生长表面热处理工艺，该工艺包括以下步骤：步骤S101：对待处理的工件进行液体离子复合渗氮处理，以在工件表面形成防腐耐磨的化合物层组织；其中该化合物层组织包括氮化物组织、氧化物组织和碳化物组织。这样可使工件具有较高的渗层硬度。步骤S102：对渗氮处理后的工件进行锌镍氮氧原位复合生长处理，以在工件表面形成防腐耐磨层。进一步可形成具有防腐耐磨和耐冲刷、耐冲击渗层。本公开实施例工艺处理后的工件表面渗层与基体结合力较高，不易脱落，工件防腐耐磨性能较好，表面硬度高，且耐冲击、耐冲刷性能较高。具体的，在本公开的实施例中，步骤S101中对待处理的工件进行液体离子复合渗氮处理具体可以包括以下步骤201～204：步骤201：对工件内外表面进行除油、清洗、干燥预处理；步骤202：预处理后的工件放置在电阻加热炉中预热，预热温度为200～450℃，时间为10～100分钟；步骤203：预热后的工件在中频感应加热液体离子渗氮炉中加热均匀保温，保温温度为400～600℃，时间为10～120分钟；步骤204：保温后工件在中频感应加热液体离子渗氮炉中进行液体离子氮化处理，温度为500～650℃，时间为10～120分钟，以形成防腐耐磨的化合物层组织，该化合物层达到1～3级。在本公开的实施例中，步骤204之后还可以包括二次氮化步骤：对所述工件进行二次液体离子氮化处理，所述工件在中频感应加热液体离子渗氮炉中进行液体离子氮化处理，温度为500～650℃，时间为10～120分钟，以形成防腐耐磨的化合物层组织，该化合物层达到3～6级。在本公开的实施例中，还可以包括氧化处本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于复合渗氮金属表面基的原位生长表面热处理工艺，其特征在于，包括：对待处理的工件进行液体离子复合渗氮处理，以在工件表面形成防腐耐磨的化合物层组织；其中该化合物层组织包括氮化物组织、碳化物组织和氧化物组织；对渗氮处理后的工件进行锌镍氮氧原位复合生长处理，以在工件表面形成防腐、耐磨以及耐冲击渗层。

【技术特征摘要】
1.一种基于复合渗氮金属表面基的原位生长表面热处理工艺，其特征在于，包括：对待处理的工件进行液体离子复合渗氮处理，以在工件表面形成防腐耐磨的化合物层组织；其中该化合物层组织包括氮化物组织、碳化物组织和氧化物组织；对渗氮处理后的工件进行锌镍氮氧原位复合生长处理，以在工件表面形成防腐、耐磨以及耐冲击渗层。2.根据权利要求1所述处理工艺，其特征在于，所述对待处理的工件进行液体离子复合渗氮处理，包括：对工件内外表面进行除油、清洗、干燥预处理；预处理后的工件放置在电阻加热炉中预热，预热温度为200～450℃，时间为10～100分钟；预热后的工件在中频感应加热液体离子渗氮炉中加热均匀保温，保温温度为400～600℃，时间为10～120分钟；保温后工件在中频感应加热液体离子渗氮炉中进行液体离子氮化处理，温度为500～650℃，时间为10～120分钟，以形成防腐耐磨的化合物层组织，该化合物层达到1～3级。3.根据权利要求2所述处理工艺，其特征在于，还包括：对所述工件进行二次液体离子氮化处理，所述工件在中频感应加热液体离子渗氮炉中进行液体离子氮化处理，温度为500～650℃，时间为10～120分钟，以形成防腐耐磨的化合物层组织，该化合物层达到3～6级。4.根据权利要求3所述处理工艺，其特征在于，还包括：氮化处理后的工件在氧化炉中加热氧化处理，温度为300～450℃，时间为10～120分钟，以在工件表面形成防腐耐磨的氧化物组织。5.根据权利要求4所述处理工艺，其特征在于，还包括：对氧化处理后的所述工件进行钝化...

【专利技术属性】
技术研发人员：何养民，何智俊，
申请(专利权)人：陕西铁马铸锻有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61