專利名稱：活塞桿鹽浴處理氮化劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及了一種化工制劑，特別是一種應(yīng)用于活塞桿表面熱處理氮化過程中使用的氮 化劑。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的活塞桿表面熱處理氮化工藝主要采用氮化的方法，可以分為氣體軟氮化、液體軟 氮化及固體軟氮化，現(xiàn)在人們使用的大多為氣體軟氮化，對于液體軟氮化，由于對氮化液的 配方?jīng)]有掌握好，會產(chǎn)生以下問題其一，氮化鹽浴濃度高，而且氮化鹽浴非常不穩(wěn)定，老 化比較快，處理的活塞桿容易在化合物外面形成大量的微孔區(qū)(疏松層)，造成活塞桿表面硬 度低，抗蝕性和耐磨性差，其二，舊的氮化鹽浴配方的原料含有氰化物，污染環(huán)境，損害工 人的健康，不利于環(huán)保。由于氮化劑的缺陷，使得現(xiàn)在活塞桿表面氮化處理工藝尚不成熟， 表面不光滑，會產(chǎn)生微孔，出現(xiàn)漏氣等問題，另外，氮化后的活塞桿使用一段時(shí)間后表面會 產(chǎn)生銹蝕、出現(xiàn)黃斑等問題，令活塞桿的使用壽命減短，質(zhì)檢不合格，次品率高。其三生 產(chǎn)周期長，能耗大，勞動條件差，滲氮質(zhì)量不穩(wěn)定，難以形成批量生產(chǎn)等。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種新的活塞桿表面熱處理氮化過程中使用的氮化液。
本發(fā)明的技術(shù)方案為 一種活塞桿表面處理氮化液，所述的氮化液的組分及含量(重量 百分?jǐn)?shù))如下
26 28% 30 33% 13 20% 10 13% 余量。
尿素C0(NH2)2:
純堿Na2C03: 碳酸鉀K2C03 : 碳酸鋰Li2C03: 氟化鈉NaF:本發(fā)明的有益效果為本發(fā)明配方簡單、成本低廉，使用本氮化液生產(chǎn)的活塞桿表面平 滑、不漏氣，耐腐蝕、耐磨性強(qiáng)，廢品率低、使用壽命長。鹽浴熱處理將熱處理與防腐蝕處 理一次完成，處理溫度低，時(shí)間短，能同時(shí)提高零件表面硬度、耐磨性、抗蝕性和疲勞強(qiáng)度， 降低摩擦系數(shù)，變形小，無公害，同時(shí)降低了活塞桿的脆性，明顯擴(kuò)大了適應(yīng)氮碳共滲的材 料范圍，即各種材質(zhì)的處理均有良好的效果，具有優(yōu)化加工工序，縮短生產(chǎn)周期，降低生產(chǎn) 成本的優(yōu)點(diǎn)。
具體實(shí)施例方式
下面說明本發(fā)明的具體實(shí)施例
具體實(shí)施例l:
一種活塞桿鹽浴熱處理工藝，包括如下步驟
(1) 活塞桿初加工
A、 切斷將活塞桿按所定的長度進(jìn)行切斷；
B、 退火消除活塞桿應(yīng)力；
C、 校直；
D、 粗磨去除活塞桿表面鐵銹等雜質(zhì)；
E、 高噴淬火增加活塞桿表面硬度；
F、 回火校直；
G、 研磨使得活塞桿的外徑達(dá)到所定的尺寸。
(2) 活塞桿表面熱處理
A、 清洗將初加工完成的活塞桿放入超聲波清洗機(jī)內(nèi)在5(TC的條件下清洗10 分鐘，然后用清水沖洗，以去除活塞桿表面的切削雜質(zhì)；
B、 預(yù)熱烘干:將清洗完畢的活塞桿置于烘干機(jī)中在400*€的條件下加熱IO分鐘， 以去除活塞桿表面的水分，并增加活塞桿的溫度；
C、 氮化將烘干的活塞桿置于盛有氮化劑的氮化池中氮化60分鐘，氮化池的溫 度保持在555'C;其中，氮化劑的組成成份如下尿素CO(NH》2:26M，純堿1^20)3: 30%，碳酸鉀K2C03 : 13%,碳酸鋰Li2C03: 10%，氟化鈉NaF:21%。幾種化學(xué)物質(zhì)(碳酸鉀、碳酸鈉、尿素、碳酸鋰及氟化鈉等)在高溫下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)CO(NH2)2 + K2C03 —KCN0+C02+H20 ，生成含有氰酸根(CNO)的物質(zhì)，CNO—在高溫下分解，反應(yīng)產(chǎn) 生活性高、滲入能力強(qiáng)的氮原子和碳原子，活性氮原子、碳原子在工件表面被吸收， 形成固溶體或化合物，當(dāng)工件表面的氮、碳濃度達(dá)到一定值后，氮、碳原子從表面 的高濃度區(qū)向里層的低濃度區(qū)擴(kuò)散?；钊麠U浸入氮化鹽浴中后，CN0—的分解產(chǎn)生的N、 C原子在工件表面形成高的N勢和C勢，由于N原子半徑僅為鐵原子的一半，而C原 子半徑更小，所以N、 C原子可以在鐵的點(diǎn)陣間隙中進(jìn)行擴(kuò)散。 具體分解形式
4CN0— — CO,2 + 2CN— + C0 + 2 [N ]
3Fe + [N ] —Fe3N
4Fe + [N ] —Fe4N
同時(shí)生成的CN—與氧結(jié)合后，又生成CN0—
CNO分解產(chǎn)生的CO，進(jìn)而分解出C原子滲入工件，形成碳化物或固溶體 2C0 — C02 + C 3Fe+C — Fe3C
活塞桿在鹽浴復(fù)合熱處理過程中，隨著N、 C元素的不斷滲入，達(dá)到一定濃度后， 形成了高硬度的致密層——化合物層(Fe^CN)。 D、氧化將氮化完成的活塞桿置于氧化池中進(jìn)行氧化20分鐘，氧化池的溫度保
持在375"C;其中，氮化劑的組成成份如下氫氧化鈉25%，氫氧化鉀12%，硝 酸鈉:63%。氧化過程中氧化池內(nèi)的氧化劑變紅時(shí)，向其中加入還原劑，使紅色消失， 還原劑的組分如下木炭75%, NHXl: 20%，高錳酸鉀5%?；钊麠U氮化以后，進(jìn) 入氧化爐后，馬上被氧化形成致密的Fe304氧化膜，
2Fe +02 —2FeO
4Fe +302 —2FeA
FeO+2Fe203 —2Fe304
在大量處理工件，氧化鹽浴會變紅，由于鹽浴中含有大量的Fe203。這時(shí)可以向 氧化鹽浴中加入還原劑，使紅色的FeA還原成Fe或鐵的化合物,使紅色消失， 這樣就不會使熱處理出來的活塞桿表面發(fā)紅現(xiàn)象，同時(shí)也延長了氧化鹽浴的使用壽命。
E、 冷卻浸泡將氧化完畢的活塞桿置于清水中冷卻浸泡80分鐘，用以冷卻活塞 桿的溫度，并分解活塞桿表面的鹽分；
F、 清洗、烘干、拋光。
具體實(shí)施例2:
一種活塞桿鹽浴熱處理工藝，包括如下步驟
(1) 活塞桿初加工
A、 切斷將活塞桿按所定的長度進(jìn)行切斷；
B、 退火消除活塞桿應(yīng)力；
C、 校直；
D、 粗磨去除活塞桿表面鐵銹等雜質(zhì)；
E、 高噴淬火增加活塞桿表面硬度；
F、 回火校直
G、 研磨使得活塞桿的外徑達(dá)到所定的尺寸。
(2) 活塞桿表面熱處理
A、 清洗將初加工完成的活塞桿放入超聲波清洗機(jī)內(nèi)在50'C的條件下清洗10 分鐘，然后用清水沖洗，以去除活塞桿表面的切削雜質(zhì)；
B、 預(yù)熱烘干:將清洗完畢的活塞桿置于烘干機(jī)中在4oox:的條件下加熱IO分鐘，
以去除活塞桿表面的水分，并增加活塞桿的溫度；
C、 氮化將烘干的活塞桿置于盛有氮化劑的氮化池中氮化60分鐘，氮化池的溫 度保持在555'C;其中，氮化劑的組成成份如下尿素CO(NH2)2: 28%，純堿Na2C03: 33%，碳酸鉀K2C03: 20%，碳酸鋰Li2C03: 13%，氟化鈉NaF:6%。
D、 氧化將氮化完成的活塞桿置于氧化池中進(jìn)行氧化20分鐘，氧化池的溫度保 持在375'C;其中，氮化劑的組成成份如下氫氧化鈉30%，氫氧化鉀18%, 硝酸鈉52%。氧化過程中氧化池內(nèi)的氧化劑變紅時(shí)，向其中加入還原劑，使紅色消 失，還原劑的組分如下木炭80%， NHXl: 15%，高錳酸鉀5%。
E、 冷卻浸泡將氧化完畢的活塞桿置于清水中冷卻浸泡80分鐘，用以冷卻活塞 桿的溫度，并分解活塞桿表面的鹽分；F、清洗、烘干、拋光。 具體實(shí)施例3.-
一種活塞桿鹽浴熱處理工藝，包括如下步驟
(1) 活塞桿初加工
A、 切斷將活塞桿按所定的長度進(jìn)行切斷；
B、 退火消除活塞桿應(yīng)力；
C、 校直；
D、 粗磨去除活塞桿表面鐵銹等雜質(zhì)；
E、 高噴淬火增加活塞桿表面硬度；
F、 回火校直；
G、 研磨使得活塞桿的外徑達(dá)到所定的尺寸。
(2) 活塞桿表面熱處理
A、 清洗將初加工完成的活塞桿放入超聲波清洗機(jī)內(nèi)在5(TC的條件下清洗10 分鐘，然后用清水沖洗，以去除活塞桿表面的切削雜質(zhì)；
B、 預(yù)熱烘干:將清洗完畢的活塞桿置于烘干機(jī)中在40(TC的條件下加熱IO分鐘， 以去除活塞桿表面的水分，并增加活塞桿的溫度；
C、 氮化將烘干的活塞桿置于盛有氮化劑的氮化池中氮化60分鐘，氮化池的溫 度保持在555T:;其中，氮化劑的組成成份如下尿素CO(NH2)2: 27%，純堿Na2C03: 32%，碳酸鉀K2C03: 15%，碳酸鋰Li2C03:ll%，氟化鈉NaF:90/0。
D、 氧化將氮化完成的活塞桿置于氧化池中進(jìn)行氧化20分鐘，氧化池的溫度保 持在375'C;其中，氮化劑的組成成份如下氫氧化鈉27%，氫氧化鉀15%， 硝酸鈉58%。氧化過程中氧化池內(nèi)的氧化劑變紅時(shí)，向其中加入還原劑，使紅色消 失，還原劑的組分如下木炭70%， NHXl: 20%，高錳酸鉀10%。
E、 冷卻浸泡將氧化完畢的活塞桿置于清水中冷卻浸泡80分鐘，用以冷卻活塞 桿的溫度，并分解活塞桿表面的鹽分；
F、 清洗、烘干、拋光。
權(quán)利要求
1、一種活塞桿鹽浴處理氮化劑，其特征在于所述的氮化劑的組分及含量(重量百分?jǐn)?shù))如下尿素CO(NH2)226～28％純堿Na2CO330～33％碳酸鉀K2CO313～20％碳酸鋰Li2CO310～13％氟化鈉NaF余量。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種活塞桿鹽浴處理氮化劑，所述的氮化劑的組分及含量(重量百分?jǐn)?shù))如下尿素CO(NH₂)₂26～28％、純堿Na₂CO₃30～33％、碳酸鉀K₂CO₃13～20％、碳酸鋰Li₂CO₃10～13％、氟化鈉NaF余量。本發(fā)明配方簡單、成本低廉，生產(chǎn)的活塞桿表面平滑、不漏氣，耐腐蝕、耐磨性強(qiáng)，廢品率低、使用壽命長。鹽浴熱處理將熱處理與防腐蝕處理一次完成，處理溫度低，時(shí)間短，能同時(shí)提高零件表面硬度、耐磨性、抗蝕性和疲勞強(qiáng)度，降低摩擦系數(shù)，變形小，無公害，同時(shí)降低了活塞桿的脆性，明顯擴(kuò)大了適應(yīng)氮碳共滲的材料范圍，即各種材質(zhì)的處理均有良好的效果，具有優(yōu)化加工工序，縮短生產(chǎn)周期，降低生產(chǎn)成本的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號C23C8/48GK101580925SQ20091015726
公開日2009年11月18日 申請日期2009年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月6日
發(fā)明者左殿芳, 張希銘, 張立智 申請人:青島張氏機(jī)械有限公司