專利名稱：Fe-Mn系不銹鋼表面耐磨耐腐蝕滲氮層的加工方法
技術領域：
本發明屬于金屬表面滲氮處理技術領域，具體是涉及一種 ^-Μη系不銹鋼表面耐磨耐腐蝕滲氮層的加工方法。
背景技術：
2002年以來，我國已連續成為全球最大不銹鋼消費國，其中 ^-Μη系不銹鋼份額逐年上升。2006年國內生產 ^-Μη系不銹鋼占不銹鋼總產量觀.6%; 2008年，在中國民營鋼廠 ^-Μη系不銹鋼占到不銹鋼產量的90%，其需求和產量增速已超過其他系列不銹鋼平均增速。在一般腐蝕介質中，Fe-Mn系不銹鋼耐蝕性低于Ni-Cr系不銹鋼。但有意義的是， 在某些特殊苛刻介質如含氯離子環境，Fe-Mn系不銹鋼耐蝕性優于Ni-Cr系不銹鋼，現已應用在海洋艦船、海洋石油等行業。
隨著 ^-Μη系不銹鋼應用領域的拓展，對其進行的研發工作正在深入進行，用氮元素對其合金化研究是一個重要方面，氮元素可以提高奧氏體不銹鋼的耐腐蝕性能，特別是局部耐腐蝕性能，如晶間腐蝕、點蝕和縫隙腐蝕。但是 ^-Μη-Ν系奧氏體鋼的熔煉有特殊技術要求，我國高氮奧氏體鋼的研究工作正處于起步階段，生產高氮錳系奧氏體鋼存在設備和工藝難題有待進一步研究。

發明內容
本發明主要是解決現有技術所存在的技術問題，提供了一種 ^-Μη系不銹鋼表面耐磨耐腐蝕滲氮層的加工方法，加工方法為a. Fe-Mn系不銹鋼工件進行表面清洗，去除基材表面的氧化層和油脂污穢；b.把清洗好的工件放入料筐；c.連同料筐一起將工件送進程控電脈沖型多功能離子轟擊爐；d.轟擊爐內所用氣源材料為工業液氨和石油烴，轟擊爐壓保持在20 200 Pa，處理溫度范圍為400 500°C，保溫時間為6 8小時；e.取出轟擊爐內的高溫工件與料筐，空冷或油冷后在工件表面獲得滲氮層。本發明所用程控電脈沖型多功能離子轟擊爐2002年12月13日由杭州等離子裝備工程有限公司申請過專利，專利號為 ZL 022 51500.3。本發明利用等離子轟擊表面滲氮改性工藝是鐵錳系奧氏體鋼表面氮元素合金化的一個有效辦法，帶來的有益效果是在i^e-Mn系不銹鋼表面獲得一種滲氮層，外觀色澤灰色，滲層最外層厚約25 35 μ m，中間層厚約10 20 μ m,過渡層厚約25 30 μ m ;X射線衍射結果表明，滲層含有!^eNiN化合物，滲層和基體結合良好，無空隙、疏松、析出相發現； 滲層硬度為HVai1150 1250，脆性等級為一級，具有良好的耐磨性和耐大氣腐蝕性能，滲氮層質量穩定，加工成本低，本發明加工過程中無廢氣排放、環境整潔衛生。
具體實施例方式下面通過實施例，對本發明的技術方案作進一步具體的說明。實施例一種!^e-Mn系不銹鋼表面耐磨耐腐蝕滲氮層的加工方法，加工方法為a. Fe-Mn系不銹鋼工件進行表面清洗，去除基材表面的氧化層和油脂污穢；b.把清洗好的工件放入料筐；c.連同料筐一起將工件送進程控電脈沖型多功能離子轟擊爐；d.轟擊爐內所用氣源材料為工業液氨和石油烴，轟擊爐壓保持在20 200 Pa，處理溫度范圍為400 500°C，保溫時間為6 8小時；e.取出轟擊爐內的高溫工件與料筐，空冷或油冷后在工件表面獲得滲氮層。多次試驗證明，上述處理工藝所獲得的滲層深度、硬度值最佳，氮層質量最為穩定。本發明在使用程控電脈沖型多功能離子轟擊爐時，先是用電動旋升啟閉蓋裝置啟開負載蓋頭，然后用機械手系統把工件和料筐運送至爐內，接著用電動啟閉蓋裝置閉蓋，然后轟擊爐工作轟擊工件。實驗例1 采用程控電脈沖型多功能離子轟擊爐，基體材料為12Crl7MnNi6N(201) 不銹鋼，轟擊爐溫度范圍為400 450°C，爐壓保持在20 150 Pa，轟擊時間為4 5小時， 離子轟擊處理所用氣源材料為工業液氨和石油烴，在基體材料表面獲得離子滲氮層外觀為灰色。本實驗例所獲得的滲氮層最外層厚約25 μ m，中間層厚約10 μ m,過渡層約25 μ m ；顯微硬度值為HVai1150 1200 ；X射線衍射結果表明，滲氮層含有FeNiN化合物，滲層和基體結合良好，無空隙、疏松、析出相發現，具有良好的耐磨性和耐大氣腐蝕性能。實驗例2 采用程控電脈沖型多功能離子轟擊爐，基體材料為 12Crl8Mn8Ni5N(202)不銹鋼，轟擊爐溫度范圍為450 500°C，轟擊爐壓保持在50 200Pa，轟擊時間為5 6小時，離子轟擊處理所用氣源材料為工業液氨和石油烴，在基體材料表面獲得離子滲氮層外觀為灰色。本實驗例所獲得的滲氮層最外層厚約35 μ m，中間層厚約20 μ m,過渡層約30 μ m ；顯微硬度值為HVai1200 1250 ；X射線衍射結果表明，滲氮層含有!^eNiN化合物，滲層和基體結合良好，無空隙、疏松、析出相發現，具有良好的耐磨性和耐大氣腐蝕性能。最后，應當指出，以上實施例僅是本發明較有代表性的例子。顯然，本發明的技術方案并不限于上述實施例，還可以有許多變形。本領域的普通技術人員能從本發明公開的內容直接導出或聯想到的所有變形，均應認為是本發明的保護范圍。
權利要求
1. 一種i^e-Mn系不銹鋼表面耐磨耐腐蝕滲氮層的加工方法，其特征在于所述加工方法為^i7e-Mn系不銹鋼工件進行表面清洗，去除基材表面的氧化層和油脂污穢；b.把清洗好的工件放入料筐；c.連同料筐一起將工件送進程控電脈沖型多功能離子轟擊爐；d.轟擊爐內所用氣源材料為工業液氨和石油烴，轟擊爐壓保持在20 200 Pa，處理溫度范圍為 400 500°C，保溫時間為6 8小時；e.取出轟擊爐內的高溫工件與料筐，空冷或油冷后在工件表面獲得滲氮層。
全文摘要
Fe-Mn系不銹鋼表面耐磨耐腐蝕滲氮層的加工方法a.Fe-Mn系不銹鋼工件進行表面清洗，去除基材表面的氧化層和油脂污穢；b.把清洗好的工件放入料筐；c.連同料筐一起將工件送進程控電脈沖型多功能離子轟擊爐；d.轟擊爐內所用氣源材料為工業液氨和石油烴，轟擊爐壓保持在20～200Pa，處理溫度范圍為400～500℃，保溫時間為6～8小時；e.取出轟擊爐內的高溫工件與料筐，空冷或油冷后在工件表面獲得滲氮層。滲層含有FeNiN化合物，滲層和基體結合良好，無空隙、疏松、析出相發現；滲層硬度為HV0.11150～1250，脆性等級為一級，具有良好的耐磨性和耐大氣腐蝕性能，滲氮層質量穩定。
文檔編號C23C8/38GK102337494SQ201110287179
公開日2012年2月1日 申請日期2011年9月26日 優先權日2011年9月26日
發明者朱流, 羅來馬 申請人:臺州學院