專利名稱：一種用于低碳鋼快速微弧滲碳的溶液及滲碳方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于低碳鋼表面處理技術(shù)領(lǐng)域，特指一種用于低碳鋼在室溫條件下快速微
弧滲碳的溶液。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)低碳鋼滲碳需加熱到900-93(TC并且需多道工序后處理，其目的是提高表面硬度、耐磨性，獲得所需的綜合力學(xué)性能用于齒輪、軸等零件。但生產(chǎn)過程中容易引起零件的變形，且提高了成本。專利200710184880與200710050131分別敘述得鋼鐵滲碳配方和工藝，就屬于傳統(tǒng)的滲碳技術(shù)。 鋼在溶液中快速微弧滲碳是一種新型的鋼鐵表面改性技術(shù)，該技術(shù)在特定的電解液中，以被處理鋼鐵為陰極，惰性材料為陽極，陰陽極之間施加一定的電壓，使電解液與鋼鐵界面上產(chǎn)生電弧放電，形成等離子態(tài)的碳活性粒子，這些粒子在電場的作用下快速吸附、滲透到鋼鐵表層，形成碳化物，實(shí)現(xiàn)鋼鐵表面的強(qiáng)化或改性。該技術(shù)制備的滲碳層性能達(dá)到甚至超過傳統(tǒng)滲碳技術(shù)制備的滲碳層的性能，其對實(shí)際應(yīng)用有重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對以上的不足，提供一種新型的低碳鋼在室溫條件下快速微弧滲碳的溶液。該溶液與環(huán)境兼容性好(電解液為弱堿性溶液)，工作溫度要求低(< 50°C )，處理速度快(5-15分鐘)，具有處理效率高、節(jié)能、環(huán)保的特點(diǎn)。本發(fā)明處理后零件無變形，無須后處理，滲層硬度可達(dá)HV550以上，降低了成本，且該溶液適合幾乎所有的低碳鋼在溶液中快速微弧滲碳工藝。 本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的 本發(fā)明所述低碳鋼在溶液中快速微弧滲碳溶液組分及各組分的重量百分比為含碳有機(jī)物20-40%，碳酸鹽40-50%，鹵化物10-15%，水10-15% ;所述的含碳有機(jī)物為甲酰胺或甘油，所述的碳酸鹽為碳酸鈉或碳酸鉀，所述的鹵化物為氯化鈉或氯化鉀，所述的水為蒸餾水或去離子水。 使用上述溶液對低碳鋼快速微弧滲碳的方法如下將低碳鋼試樣放入配制的低碳鋼在溶液中快速微弧滲碳溶液中，以低碳鋼為陰極，石墨為陽極，加電壓至220V-300V，處理5-15分鐘，即可得到硬度在HV550的滲碳層。 本發(fā)明具有實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著進(jìn)步，本發(fā)明開發(fā)研究的低碳鋼在溶液中快速微弧滲碳溶液，因溶液為室溫，無后處理，處理后零件無變形，簡化了處理工序，很好地降低了成本，滲層硬度可達(dá)HV550以上。


圖1微弧滲碳掃描電鏡照片
具體實(shí)施例方式結(jié)合本發(fā)明技術(shù)方案提供以下實(shí)施例 實(shí)施例l 首先在一個(gè)10L槽中取2/3的蒸餾水，依次溶解3500g甲酰胺和4000g碳酸鉀，等
槽中試劑全部溶解之后，將1500g氯化鈉在快速攪拌下倒入槽液中，直至完全混合均勻，最
后加水至IOL，得到電解液，將20鋼試樣放入配制的快速微弧滲碳溶液中，以20鋼為陰極，
石墨為陽極，加電壓至250V，處理5分鐘，即可得到硬度在HV600以上的滲碳層。圖1微弧
滲碳掃描電鏡照片，從圖中可以看出形成的碳化物從基體到表層逐漸增加，這樣提高了表
面的硬度。 實(shí)施例2 首先在一個(gè)IOL槽中取2/3的去離子水，依次溶解的3000g甘油和5000g碳酸鈉，等槽中試劑全部溶解之后，將1000g氯化鉀在快速攪拌下倒入槽液中，直至完全混合均勻，最后加水至10L得到電解液，將25鋼試樣放入配制的快速微弧滲碳溶液中，以25鋼為陰極，石墨為陽極，加電壓至230V，處理10分鐘，即可得到硬度在HV700以上的滲碳層。
實(shí)施例3 首先在一個(gè)15L槽中取2/3的蒸餾水，依次溶解3500g甲酰胺和5000g碳酸鈉，等槽中試劑全部溶解之后，將1000g氯化鈉在快速攪拌下倒入槽液中，直至完全混合均勻，最后加水至10L得到電解液，將15鋼試樣放入配制的快速微弧滲碳溶液中，以15鋼為陰極，石墨為陽極，加電壓至220V，處理12分鐘，即可得到硬度在HV550以上的滲碳層。
權(quán)利要求
一種用于低碳鋼快速微弧滲碳的溶液，組分按重量百分比計(jì)算含碳有機(jī)物20-40％，碳酸鹽40-50％，鹵化物10-15％，水10-15％。
2. 權(quán)利要求1所述的一種用于低碳鋼快速微弧滲碳的溶液，其特征在于含碳有機(jī)物為甲酰胺或甘油，碳酸鹽為碳酸鈉或碳酸鉀，鹵化物為氯化鈉或氯化鉀，水為蒸餾水或去離 子水。
3. 使用權(quán)利要求1所述的溶液對低碳鋼進(jìn)行滲碳的方法，其特征在于將低碳鋼試樣 放入配制的低碳鋼在溶液中快速微弧滲碳溶液中，以低碳鋼為陰極，石墨為陽極，在室溫條件下加電壓至220V-300V，處理5-15分鐘，即可得到硬度在HV550的滲碳層。
全文摘要
一種用于低碳鋼快速微弧滲碳的溶液及滲碳方法，屬于表面處理技術(shù)領(lǐng)域。組分按重量百分比計(jì)算含碳有機(jī)物20-40％，碳酸鹽40-50％，鹵化物10-15％，水10-15％。將低碳鋼試樣放入配制的低碳鋼在溶液中快速微弧滲碳溶液中，以低碳鋼為陰極，石墨為陽極，在室溫條件下加電壓至220V-300V，處理5-15分鐘，即可得到硬度在HV550的滲碳層，因溶液為室溫，處理后零件無變形，無后處理，簡化了處理工序，很好地降低了成本。
文檔編號(hào)C23C8/46GK101736284SQ20091023292
公開日2010年6月16日 申請日期2009年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月9日
發(fā)明者包曄峰, 蔣永鋒 申請人:河海大學(xué)常州校區(qū)