本發明屬于不銹鋼加工
技術領域：
，具體涉及一種不銹鋼的滲氮復合處理方法。
背景技術：
：隨著人們生活質量的不斷提高，不銹鋼制品越來越多的深入到人們的日常生活當中。在實際加工生產中，為了改善不銹鋼的表面特性，需要對其進行表面改性處理操作，常規的有電鍍、鈍化、滲氮、滲碳等方法。其中傳統的滲氮、滲碳方法多需較高的加熱溫度，導致加工成本較高，此外，制得的滲氮、滲碳層厚度較小，表現出的性能較差，隨著人們對使用品質要求的不斷提高，合理改善滲氮、滲碳等處理工藝是本領域技術人員的課題之一。技術實現要素：本發明旨在提供一種不銹鋼的滲氮復合處理方法。本發明通過以下技術方案來實現：一種不銹鋼的滲氮復合處理方法，包括如下步驟：（1）清洗除油：先用清水將不銹鋼表面的雜質沖洗干凈后，再將其放入工業用除油液中，加熱保持除油液的溫度為42~44℃，不斷攪拌處理7~9min后將不銹鋼取出，再次用清水沖洗干凈后備用；（2）滲氮劑制備：a.先按重量份稱取下列物質：44~47份尿素、20~23份氰酸鈉、5~7份稀土氧化鑭、4~6份稀土氧化鐠、3~5份硫酸銨、2~4份氯化鈉、6~8份氯化鉀、4~7份四硼酸鈉、5~7份硅藻土、4~6份麥飯石、16~19份石墨；添加的稀土和硫酸銨成分能有效提高滲氮進程的速度，起到了促進的效果，兩種成分具有較好的協同作用，氯化鈉、氯化鉀、四硼酸鈉成分能有效提升各物質成分的活性，起到了活化的效果，硅藻土、麥飯石、石墨能有效吸附氧等物質，保證了滲氮過程的穩定進行；b.先將硅藻土和麥飯石放入質量分數為10%的硝酸溶液中浸泡處理15~20min，取出后再放入質量分數為8%的氫氧化鈉溶液中浸泡處理20~25min，取出后再用清水沖洗干凈干燥后備用；處理后的硅藻土、麥飯石吸附性、穩定性更強，有效降低了使用時氧氣對滲氮進程的影響，并可很好延長其保質期限；c.先將尿素、氰酸鈉、稀土氧化鑭、稀土氧化鐠、硫酸銨、氯化鈉、氯化鉀、四硼酸鈉共同混合放入研磨機中，控制研磨壓力為0.1~0.15MPa，處理22~24min后，再將操作b處理后的硅藻土、麥飯石，以及石墨加入，提升研磨壓力為0.2~0.25MPa，處理13~15min后即得滲氮劑；（3）滲氮處理：a.將步驟（1）處理后的不銹鋼和步驟（2）所得的滲氮劑共同混合，放入坩堝中夯實后，再進行密封備用；b.將操作a處理后的坩堝置于460~490℃的條件下加熱保溫3~4h，在加熱保溫期間用超聲波對坩堝進行超聲處理，共同處理完成后將坩堝中的不銹鋼取出備用；（4）激光沖擊處理：將步驟（3）處理后的不銹鋼放入脈沖激光沖擊裝備中，控制脈沖激光的波長為900~950nm，脈沖寬度為24~25ns，單脈沖能量為8~10J，處理完成后取出備用；（5）保質處理：將步驟（4）處理后的不銹鋼置于溫度為370~400℃的條件下保溫處理2~3h后，再以2~3℃/s的速率降溫至室溫即可。進一步的，步驟（2）操作c中所述的滲氮劑研磨后的顆粒大小為10~20μm。進一步的，步驟（3）操作b中所述的超聲波處理時的頻率為58~64kHz。進一步的，步驟（4）中所述的激光沖擊處理采用多次重復沖擊的方式，多次沖擊的重復率為0.35~0.45Hz，搭接率為50%。進一步的，步驟（4）中所述的激光沖擊處理時，在不銹鋼上表面設有吸收層，所述吸收層為鋁箔。本發明具有如下有益效果：本發明在滲氮處理時獨特配制的滲氮劑能有效保證滲氮的速率和效果，提高了滲氮層的厚度，改善了不銹鋼表面的理化特性，同時又能降低對加熱溫度的要求，降低了生產成本，在滲氮處理時施加的超聲波處理不僅能進一步促進滲氮進程的速度，又能提升滲氮層各向的均勻性，降低了應力開裂的現象發生，在滲氮處理后進行的激光沖擊處理，能有效提高馬氏體含量，誘導滲氮層下方不銹鋼晶粒的細化，降低了不銹鋼基體與滲氮層在界面處的硬度梯度，改善了兩者的附著性和致密性，進一步提高了滲氮的效果。最終在各步驟的綜合配合作用下，本發明方法能有效提升不銹鋼的表面硬度、耐磨性、耐腐性，有效改善了其理化特性，使用價值較高。具體實施方式實施例1一種不銹鋼的滲氮復合處理方法，包括如下步驟：（1）清洗除油：先用清水將不銹鋼表面的雜質沖洗干凈后，再將其放入工業用除油液中，加熱保持除油液的溫度為42℃，不斷攪拌處理7min后將不銹鋼取出，再次用清水沖洗干凈后備用；（2）滲氮劑制備：a.先按重量份稱取下列物質：44份尿素、20份氰酸鈉、5份稀土氧化鑭、4份稀土氧化鐠、3份硫酸銨、2份氯化鈉、6份氯化鉀、4份四硼酸鈉、5份硅藻土、4份麥飯石、16份石墨；b.先將硅藻土和麥飯石放入質量分數為10%的硝酸溶液中浸泡處理15min，取出后再放入質量分數為8%的氫氧化鈉溶液中浸泡處理20min，取出后再用清水沖洗干凈干燥后備用；c.先將尿素、氰酸鈉、稀土氧化鑭、稀土氧化鐠、硫酸銨、氯化鈉、氯化鉀、四硼酸鈉共同混合放入研磨機中，控制研磨壓力為0.1MPa，處理22min后，再將操作b處理后的硅藻土、麥飯石，以及石墨加入，提升研磨壓力為0.2MPa，處理13min后即得滲氮劑；（3）滲氮處理：a.將步驟（1）處理后的不銹鋼和步驟（2）所得的滲氮劑共同混合，放入坩堝中夯實后，再進行密封備用；b.將操作a處理后的坩堝置于460℃的條件下加熱保溫3h，在加熱保溫期間用超聲波對坩堝進行超聲處理，共同處理完成后將坩堝中的不銹鋼取出備用；（4）激光沖擊處理：將步驟（3）處理后的不銹鋼放入脈沖激光沖擊裝備中，控制脈沖激光的波長為900~920nm，脈沖寬度為24ns，單脈沖能量為8J，處理完成后取出備用；（5）保質處理：將步驟（4）處理后的不銹鋼置于溫度為370℃的條件下保溫處理2h后，再以2℃/s的速率降溫至室溫即可。進一步的，步驟（2）操作c中所述的滲氮劑研磨后的顆粒大小為10~20μm。進一步的，步驟（3）操作b中所述的超聲波處理時的頻率為58~62kHz。進一步的，步驟（4）中所述的激光沖擊處理采用多次重復沖擊的方式，多次沖擊的重復率為0.35~0.4Hz，搭接率為50%。進一步的，步驟（4）中所述的激光沖擊處理時，在不銹鋼上表面設有吸收層，所述吸收層為鋁箔。實施例2一種不銹鋼的滲氮復合處理方法，包括如下步驟：（1）清洗除油：先用清水將不銹鋼表面的雜質沖洗干凈后，再將其放入工業用除油液中，加熱保持除油液的溫度為44℃，不斷攪拌處理9min后將不銹鋼取出，再次用清水沖洗干凈后備用；（2）滲氮劑制備：a.先按重量份稱取下列物質：47份尿素、23份氰酸鈉、7份稀土氧化鑭、6份稀土氧化鐠、5份硫酸銨、4份氯化鈉、8份氯化鉀、7份四硼酸鈉、7份硅藻土、6份麥飯石、19份石墨；b.先將硅藻土和麥飯石放入質量分數為10%的硝酸溶液中浸泡處理20min，取出后再放入質量分數為8%的氫氧化鈉溶液中浸泡處理25min，取出后再用清水沖洗干凈干燥后備用；c.先將尿素、氰酸鈉、稀土氧化鑭、稀土氧化鐠、硫酸銨、氯化鈉、氯化鉀、四硼酸鈉共同混合放入研磨機中，控制研磨壓力為0.15MPa，處理24min后，再將操作b處理后的硅藻土、麥飯石，以及石墨加入，提升研磨壓力為0.25MPa，處理15min后即得滲氮劑；（3）滲氮處理：a.將步驟（1）處理后的不銹鋼和步驟（2）所得的滲氮劑共同混合，放入坩堝中夯實后，再進行密封備用；b.將操作a處理后的坩堝置于490℃的條件下加熱保溫4h，在加熱保溫期間用超聲波對坩堝進行超聲處理，共同處理完成后將坩堝中的不銹鋼取出備用；（4）激光沖擊處理：將步驟（3）處理后的不銹鋼放入脈沖激光沖擊裝備中，控制脈沖激光的波長為930~950nm，脈沖寬度為25ns，單脈沖能量為10J，處理完成后取出備用；（5）保質處理：將步驟（4）處理后的不銹鋼置于溫度為400℃的條件下保溫處理3h后，再以3℃/s的速率降溫至室溫即可。進一步的，步驟（2）操作c中所述的滲氮劑研磨后的顆粒大小為10~20μm。進一步的，步驟（3）操作b中所述的超聲波處理時的頻率為60~64kHz。進一步的，步驟（4）中所述的激光沖擊處理采用多次重復沖擊的方式，多次沖擊的重復率為0.40~0.45Hz，搭接率為50%。進一步的，步驟（4）中所述的激光沖擊處理時，在不銹鋼上表面設有吸收層，所述吸收層為鋁箔。對比實施例1本對比實施例1與實施例1相比，在步驟（3）滲氮處理時，省去操作b中的超聲波處理，除此外的方法步驟均相同。對比實施例2本對比實施例2與實施例2相比，省去步驟（4）激光沖擊處理，除此外的方法步驟均相同。對照組現有的不銹鋼滲氮處理方法。為了對比本發明效果，選用同一批次的316不銹鋼板材作為實驗對象，隨機分為五組后，分別用上述五種方法進行處理，對處理后的板材進行品質檢測，具體對比數據如下表1所示：表1表面硬度（HV）耐應力腐蝕時長（h）表面摩擦系數滲層厚度（μm）實施例1765±184280.2368實施例2773±214330.2071對比實施例1722±203890.5057對比實施例2656±193600.4360對照組623±163260.6626注：上表1中所述的耐應力腐蝕時長參照GB/T17898-1999《不銹鋼42%氯化鎂應力腐蝕實驗》進行測試。由上表1可知，本發明處理方法能有效改善不銹鋼整體的理化特性，很好提升了其使用價值，經濟效益較高。當前第1頁1 2 3