一種降低鎳包鋼坯餅退火溫度或時(shí)間的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種降低鎳包鋼坯餅退火溫度或時(shí)間的方法，該方法通過噴丸處理，在鐵基坯餅表面實(shí)現(xiàn)自身改性，增加快速擴(kuò)散通道。通過電鍍，在噴丸坯餅表面沉積一定厚度的純鎳層。最后通過退火處理，實(shí)現(xiàn)鐵鎳之間快速擴(kuò)散，使鍍層與基體之間結(jié)合牢固。該方法在鐵基坯餅電鍍前引入成本低廉的噴丸表面處理，能夠?qū)崿F(xiàn)坯餅制作后期降低鎳包鋼坯餅退火溫度或縮短退火時(shí)間的目的，降低能耗，提高生產(chǎn)效率。
【專利說明】一種降低鎳包鋼坯餅退火溫度或時(shí)間的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及熱處理【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地說是一種降低鎳包鋼坯餅即鐵基鍍鎳坯餅退火溫度或時(shí)間的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鎳包鋼材質(zhì)由于價(jià)格低廉及優(yōu)良的流通使用性能，在國內(nèi)外被廣泛應(yīng)用于硬幣制作，目前我國所生產(chǎn)的一元硬幣以及部分紀(jì)念幣如世博幣等，均采用鎳包鋼材質(zhì)。現(xiàn)有鎳包鋼還餅制備工藝中，退火溫度為950 °C,退火時(shí)間為45 min,退火后鐵鎳擴(kuò)散層厚度為10 μ m。由于退火溫度較高,時(shí)間較長，因此能耗較高。
[0003]
【發(fā)明內(nèi)容】
:
本發(fā)明的目的是提供一種降低鎳包鋼坯餅退火溫度或時(shí)間的方法，該方法在鎳包鋼坯餅電鍍前對(duì)坯餅進(jìn)行噴丸處理，經(jīng)噴丸處理后，金屬材料表面晶粒尺寸可達(dá)到納米量級(jí)，影響深度可達(dá)150 μ m ;表面晶粒的細(xì)化，晶界、位錯(cuò)和空位等缺陷的增加，為物質(zhì)擴(kuò)散提供快速通道，從而降低坯餅退火溫度或縮短退火時(shí)間。
[0004]本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:
一種降低鎳包鋼坯餅退火溫度或時(shí)間的方法，它包括以下具體步驟:
a、鐵基坯餅表面噴丸處理
噴丸方式為室溫噴丸，其彈丸材質(zhì)為光滑球形的高密度陶瓷丸、鋼丸和玻璃丸，三種彈丸按比例混合或單獨(dú)使用，彈丸直`徑為0.1~0.7 mm,噴丸氣壓為1.5~6.5 bar,噴丸強(qiáng)度為0.12~0.4 mmA ;采用旋轉(zhuǎn)滾筒方式進(jìn)行，達(dá)到噴丸效果均勻一致；
b、噴丸坯餅電鍍鎳
對(duì)噴丸坯餅進(jìn)行電鍍前處理，包括除油和活化，采用堿性溶液進(jìn)行電解除油，電解的恒定電流為5~8 A,時(shí)間為5~15min,采用酸溶液進(jìn)行活化,活化時(shí)間為10~30 s,活化后的坯餅立即進(jìn)行電鍍鎳；
C、鍍鎳坯餅退火處理
對(duì)鍍鎳坯餅進(jìn)行高溫退火處理，退火溫度800~950 °C，退火時(shí)間45~20min。
[0005]所述堿性溶液為NaOH或KOH溶液，濃度為20~30%，酸溶液為鹽酸或硫酸溶液，濃度為5~20%ο
[0006]所述光滑球形的高密度陶瓷丸、鋼丸和玻璃丸混合使用的體積比為1: (0.05~
0.5:1)。
[0007]本發(fā)明將噴丸處理引入鎳包鋼坯餅制作，通過噴丸表面改性，細(xì)化表層晶粒，促進(jìn)高溫退火條件下鎳鐵之間的擴(kuò)散速度，從而達(dá)到降低退火溫度或時(shí)間目的，能夠降低能耗，
并提高生產(chǎn)效率。
【具體實(shí)施方式】
[0008]實(shí)施例1a、鐵基坯餅表面噴丸處理
采用室溫噴丸方式，彈丸材質(zhì)為光滑球形的高密度陶瓷丸和玻璃丸,二者體積比為1:1，彈丸直徑分別為0.1 mm和0.5 mm,噴丸氣壓為2.5 bar,噴丸強(qiáng)度為0.18 mmA ;米用旋轉(zhuǎn)滾筒方式進(jìn)行噴丸，噴丸效果均勻一致。
[0009]b、噴丸坯餅電鍍鎳
電鍍前對(duì)噴丸坯餅除油和活化，采用濃度為30%的NaOH溶液進(jìn)行電解除油，電解的恒定電流為5 A，時(shí)間15 min ;再采用濃度為5%的鹽酸溶液進(jìn)行活化，活化時(shí)間為30 S，活化后的坯餅立即進(jìn)行電鍍鎳。
[0010]C、鍍鎳坯餅退火處理
退火時(shí)間45 min,退火溫度830 °C。
[0011]在退火時(shí)間45 min不變、退火溫度降低了 120 °C的情況下，退火后鐵鎳擴(kuò)散層厚度提高6%。
[0012]實(shí)施例2
a、鐵基坯餅表面噴丸處理
采用室溫噴丸方式，彈丸材質(zhì)為光滑球形的高密度陶瓷丸和玻璃丸,二者體積比為1:1，彈丸直徑分別為0.1 mm和0.5 mm,噴丸氣壓為5.5 bar,噴丸強(qiáng)度為0.4 mmA ;采用旋轉(zhuǎn)滾筒方式進(jìn)行噴丸，噴丸效果均勻一致。
[0013]b、噴丸坯餅電鍍鎳
電鍍前對(duì)噴丸坯餅除油和活化，采用濃`度為20%的KOH溶液進(jìn)行電解除油，電解的恒定電流為8A，時(shí)間5 min ;再采用濃度為20%的硫酸溶液進(jìn)行活化，活化時(shí)間為10 s,活化后的坯餅立即進(jìn)行電鍍鎳。
[0014]C、鍍鎳坯餅退火處理
退火時(shí)間25 min，退火溫度950 °C。
[0015]在退火溫度950 °C不變、退火時(shí)間降低了 20 min的情況下，退火后鐵鎳擴(kuò)散層厚度提高了 57%。
[0016]實(shí)施例3
a、鐵基坯餅表面噴丸處理
采用室溫噴丸方式,彈丸材質(zhì)為光滑球形的高密度陶瓷丸、鋼丸和玻璃丸,三者體積比為1:0.1:1,彈丸直徑分別為0.1 mm、0.3 mm和0.7 mm,噴丸氣壓為4 bar,噴丸強(qiáng)度為0.25mmA。采用旋轉(zhuǎn)滾筒方式進(jìn)行噴丸，噴丸效果均勻一致。
[0017]b、噴丸坯餅電鍍鎳
電鍍前對(duì)噴丸坯餅除油和活化，采用濃度為30%的NaOH溶液進(jìn)行電解除油，電解的恒定電流為5A，時(shí)間15 min，再采用濃度為10%的鹽酸溶液進(jìn)行活化，活化時(shí)間為15 S，活化后的坯餅立即進(jìn)行電鍍鎳。
[0018]C、鍍鎳坯餅退火處理
退火時(shí)間35 min，退火溫度900 °C。
[0019]退火溫度降低了 50°C，退火時(shí)間降低了 10 min。退火后鐵鎳擴(kuò)散層厚度提高了87%。
[0020]實(shí)施例4a、鐵基坯餅表面噴丸處理
米用室溫噴丸方式，彈丸材質(zhì)為光滑球形的玻璃丸，彈丸直徑為0.5mm,噴丸氣壓為6.5bar,噴丸強(qiáng)度為0.35 mmA。采用旋轉(zhuǎn)滾筒方式進(jìn)行噴丸,噴丸效果均勻一致。
[0021]b、噴丸坯餅電鍍鎳
電鍍前對(duì)噴丸坯餅除油和活化，采用濃度為20%的NaOH溶液進(jìn)行電解除油，電解的恒定電流為8A，時(shí)間15 min，再采用濃度為15%的鹽酸溶液進(jìn)行活化，活化時(shí)間為10 S，活化后的坯餅立即進(jìn)行電鍍鎳。
[0022]C、鍍鎳坯餅退火處理
退火時(shí)間45 min,退火溫度800 °C。
[0023] 在退火時(shí)間不變，退火溫度降低了 150°C的情況下，退火后鐵鎳擴(kuò)散層厚度保持不變。
【權(quán)利要求】
1.一種降低鎳包鋼坯餅退火溫度或時(shí)間的方法，其特征在于該方法包括以下具體步驟: a、鐵基坯餅表面噴丸處理 噴丸方式為室溫噴丸，其彈丸材質(zhì)為光滑球形的高密度陶瓷丸、鋼丸和玻璃丸，三種彈丸按比例混合或單獨(dú)使用，彈丸直徑為0.1~0.7 mm,噴丸氣壓為1.5~6.5 bar,噴丸強(qiáng)度為0.12~0.4 mmA ;采用旋轉(zhuǎn)滾筒方式進(jìn)行，達(dá)到噴丸效果均勻一致； b、噴丸坯餅電鍍鎳 對(duì)噴丸坯餅進(jìn)行電鍍前處理，包括除油和活化，采用堿性溶液進(jìn)行電解除油，電解的恒定電流為5~8 A,時(shí)間為5~15min,采用酸溶液進(jìn)行活化,活化時(shí)間為10~30 s,活化后的坯餅立即進(jìn)行電鍍鎳； C、鍍鎳坯餅退火處理 對(duì)鍍鎳坯餅進(jìn)行高溫退火處理，退火溫度800~950 °C，退火時(shí)間45~20min。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述堿性溶液為NaOH或KOH溶液，濃度為20~30%，酸溶液為鹽酸或硫酸溶液，濃度為5~20%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述光滑球形的高密度陶瓷丸、鋼丸和玻璃丸混合使用的體積比為1: 0.05~0.5`:1。
【文檔編號(hào)】C21D7/06GK103820791SQ201410069672
【公開日】2014年5月28日 申請(qǐng)日期:2014年2月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月28日
【發(fā)明者】欒衛(wèi)志, 徐岷, 楊磊, 葉婧, 張高軍, 江嘯 申請(qǐng)人:上海造幣有限公司