【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于钢材表面处理，尤其涉及一种42crmo合金表面渗氮的方法。
技术介绍
1、油气勘探开发目前正朝着深井、超深井以及页岩油气等方向发展，对钻井工具的要求也越来越高，要具有耐高压、耐高温、耐磨损、耐co2、h2s等腐蚀性介质的综合能力，为此钻井工具虽然很多采用不锈钢材质加工和制造，但总体性能仍然达不到工况要求。
2、为了提高钻井工件的使用寿命，现有技术中通常对工件进行喷涂或电镀处理来进行强化，而该类方法虽然能提高工件的耐腐性及耐磨性，提高使用寿命，但是电镀硬铬工艺的镀铬层结合力差、易形成微裂纹；电火花法处理后的表面粗糙且效率低；爆炸喷涂制备的涂层结合力高，但表面更粗糙需要二次加工、工艺繁琐等。因此，提供一种有效提高工件耐腐性及耐磨性的方法显得尤为重要。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种42crmo合金表面渗氮的方法，采用该渗氮方法对42crmo合金表面进行渗氮处理后，可以使得42crmo合金具有较高的耐蚀性、耐磨性和抗冲击韧性。
2、为了达到上述目的，本专利技术提供了一种42crmo合金表面渗氮的方法，包括如下步骤：
3、1)将42crmo合金进行清洗、预热，得到预处理工件；
4、2)在渗氮炉中添加渗氮剂和稀土催渗剂，将预处理后的工件转入渗氮炉中进行基础渗氮；
5、3)基础渗氮完成后，在渗氮炉中添加高温扩散渗剂，进行内扩散处理；
6、4)内扩散完成后，将工件转入渗氧炉中进行渗氧处理；
8、优选的，步骤2)中进行基础渗氮时的温度为580～600℃，时间为90～110min。
9、优选的，步骤2)中所述渗氮剂包括如下重量份的组分：氰酸钠50～54份、氰酸钾18～22份、氯化钾18～22份、元明粉4.5～5.5份和碳酸锂2.8～3.2份。
10、优选的，步骤2)中所述稀土催渗剂包括如下重量份的组分：氯化钇55～65份和碳酸镧35～45份。
11、优选的，步骤2)中所述渗氮剂和稀土催渗剂的质量比为90～95∶1～2。
12、优选的，步骤3)中所述高温扩散渗剂包括如下重量份的组分：碳酸钠38～42份、碳酸钾38～42份和氰酸钠18～22份。
13、优选的，步骤3)中内扩散处理时的温度为670～690℃，时间为55～65min。
14、优选的，步骤4)中渗氧处理用渗氧剂包括如下重量份的组分：氢氧化钠55～65份、碳酸钠23～27份和硝酸钠14～18份；渗氧处理时的温度为640～660℃，时间为55～65min。
15、优选的，步骤5)中相变完成后，将工件进行封闭处理。
16、优选的，所述封闭处理用封闭剂为：直链烷烃和单环环烷的混合物；封闭处理时的温度为170～190℃，时间为50～70min。
17、优选的，步骤1)中所述预处理的方式为：将钢材进行清洗、预热，得到预处理钢材；所述预热时的温度为390～410℃，时间为25～35min。
18、与现有技术相比，本专利技术的优点和积极效果在于：
19、本专利技术提供的42crmo合金表面渗氮的方法，利用熔盐渗剂进行渗入处理，使熔盐渗剂中的有效离子扩散进入材料内部，从而形成具有一定厚度的渗层，该渗层由致密氧化物层、具有梯度硬度变化的化合物层、含氮马氏体层和含氮α铁的扩散层组成，具有很高的耐磨性、耐蚀性和抗冲击韧性。
20、本专利技术提供的渗氮方法，具有双重渗氮温度，一阶段在工件形成氮势，二阶段在工件内部利用高温加速氮向工件内扩散，并在此温度区间形成含氮奥氏体层，在工件与熔盐界面形成低碳势，防止表面形成过多硬化相和疏松。三阶段高温渗氧，在氧化的同时保证含氮奥氏体不发生相变。四阶段相变冷却，含氮奥氏体部分转变成含氮马氏体。利用基础渗氮向工件提供氮源，利用高温内扩散和高温渗氮实现渗氧层和含氮奥氏体的形成，油冷相变实现含氮马氏体的转换。最终在化合物层和扩散层之间形成含氮马氏体。含氮马氏体和残余奥氏体的混合层可以缓和化合物层和扩散层之间的硬度，韧性更好。而且含氮马氏体可以对化合物层起支撑作用，进一步减少高硬度化合物层的裂纹产生。同时该方法还可以增加渗层整体厚度，从而提高材料表面的整体强度和耐磨性，同时还具备一定耐腐蚀性能。
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1.一种42CrMo合金表面渗氮的方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2)中进行基础渗氮时的温度为580～600℃，时间为90～110min。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2)中所述渗氮剂包括如下重量份的组分：氰酸钠50～54份、氰酸钾18～22份、氯化钾18～22份、
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2)中所述稀土催渗
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3)中所述高温扩散渗剂包括如下重量份的组分：碳酸钠38～42份、碳酸钾38～42份和氰酸钠18～22份。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3)中内扩散处理时的温度为670～690℃，时间为55～65min。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤4)中渗氧处理用渗氧剂包括如下重量份的组分：氢氧化钠55～65份、碳酸钠23～27份和硝酸钠14～18份；渗氧处理时的温度为640～660℃，时间为55～65min。
8.根据权利要求1所述的方法
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述封闭处理用封闭剂为：直链烷烃和单环环烷的混合物；封闭处理时的温度为170～190℃，时间为50～70min。
10.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中所述预处理的方式为：将钢材进行清洗、预热，得到预处理钢材；所述预热时的温度为390～410℃，时间为25～35min。
...【技术特征摘要】
1.一种42crmo合金表面渗氮的方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2)中进行基础渗氮时的温度为580～600℃，时间为90～110min。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2)中所述渗氮剂包括如下重量份的组分：氰酸钠50～54份、氰酸钾18～22份、氯化钾18～22份、
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2)中所述稀土催渗
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3)中所述高温扩散渗剂包括如下重量份的组分：碳酸钠38～42份、碳酸钾38～42份和氰酸钠18～22份。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3)中内扩散处理时的温度为670～690℃，时...
【专利技术属性】
技术研发人员：高朋，王占伟，罗德福，尚俊涛，王成明，王海龙，武书亮，陈志强，尚兴宾，赵磊，张秀琦，
申请(专利权)人：东营百华石油技术开发有限公司，
类型：发明
国别省市：
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