專利名稱:鋁及鋁合金滲氮法的制作方法
本發(fā)明是關(guān)于鋁及鋁合金的滲氮方法。
鋁及鋁合金一般情況下難于滲氮。已知有高速低溫滲氮法(《金屬材料》日本1973，VOI，1，13，No1)在NaCN，KCN鹽溶中，加入活性鍍鈦棒，來(lái)活化介質(zhì)，用于鋁合金的滲氮，但該法鹽溶有劇毒，鍍鈦棒的活性不穩(wěn)定，不能實(shí)用，生產(chǎn)上尚未采用。鋁或鋁合金的熔融滲氮法，(美國(guó)?？?hào)4244751)該法利用等離子弧局部熔化鋁合金表面，與此同時(shí)進(jìn)行滲氮，但該方法是在零件表面局部熔化條件下進(jìn)行，所以除了特殊場(chǎng)合下可應(yīng)用外，成型零件很難采用。因此，鋁及鋁合金的滲氮在工業(yè)生產(chǎn)中尚未應(yīng)用。
本發(fā)明的目的在于提出了一種實(shí)用的鋁及鋁合金的滲氮方法。用于鋁及鋁合金的表面滲氮，以提高其硬度及耐磨性。
本發(fā)明是在氣體滲氮條件下和離子滲氮條件下使氮滲入鋁及鋁合金中去。其特征在于，在氣體滲氮時(shí)用氯化銨或鹵化物除去鋁及鋁合金表面致密氧化膜，用稀土活化，鋁及鋁合金表面，解決鋁及鋁合金氮的滲入。稀土的加入方法可以采用與氯化銨同時(shí)放入滲氮箱內(nèi)，也可以把稀土溶解于甲醇等有機(jī)液體內(nèi)，在滲氮時(shí)滴入滲氮箱。在離子滲氮時(shí)采用交流電場(chǎng)使?jié)B氮?dú)怆婋x，用直流電場(chǎng)使?jié)B氮離子定向地向被滲鋁及鋁合金表面運(yùn)動(dòng)，使氮滲入鋁及鋁合金中。
本發(fā)明采用的滲氮?dú)怏w為工業(yè)液氨，離子滲氮時(shí)可用氮?dú)夂蜌錃獾幕旌蠚怏w。滲氮溫度為400℃～560℃，滲氮時(shí)間可根據(jù)所滲鋁及鋁合金所要求滲氮層深度及硬度而定。一般為0.5小時(shí)～50小時(shí)。滲氮工藝也可以與鋁合金的固溶處理結(jié)合進(jìn)行。
鋁及鋁合金氣體滲氮時(shí)，加入氯化銨量和稀土量加入量一般為0.01～0.7公斤/米3稀土0.1～15克/升用交直流等離子滲氮時(shí)，用交流電產(chǎn)生輝光放電，交流電壓為400～1000伏。
本發(fā)明對(duì)鋁及鋁合金進(jìn)行滲氮處理方法，可提高鋁及鋁合金的強(qiáng)度，硬度和剛度，可提高其耐磨性，從而在有些場(chǎng)合可用鋁合金代替鋼材，減輕機(jī)器重量。滲氮過(guò)程中對(duì)零件不產(chǎn)生損傷，具有良好的實(shí)用與使用價(jià)值，而且使用設(shè)備簡(jiǎn)單，可以采用現(xiàn)行工業(yè)生產(chǎn)中對(duì)鋼鐵材料的氣體滲氮設(shè)備，即可實(shí)施。
實(shí)施例1、5%Mg的鋁鎂合金，經(jīng)560℃滲氮2.5小時(shí)，硬度由HV55提高至HV170，滲層深0.3mm。
2、純鋁經(jīng)滲氮后有時(shí)效硬化特性，厚3mm鋁板，560℃滲氮2小時(shí)，硬度沒(méi)有變化HV22，自然時(shí)效4天后硬度提高至HV64.6，相當(dāng)于硬鋁時(shí)效后硬度。
權(quán)利要求
1.一種鋁及鋁合金的滲氮方法，其特征在于氣體滲氮時(shí)用鹵化物例如氯化銨，去除鋁及鋁合金表面致密氧化膜，用稀土活化鋁及鋁合金表面，離子滲氮用交流電場(chǎng)使?jié)B氮?dú)怏w電離，用直流電場(chǎng)使?jié)B氮離子定向地向被滲鋁及鋁合金表面運(yùn)動(dòng)，使氮滲入鋁及鋁合金中。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述，其特征在于稀土的加入方法采用與氯化銨同時(shí)放入滲氮箱內(nèi)的方法和把稀土溶解于甲醇等有機(jī)液體內(nèi)，在滲氮時(shí)滴入滲氮箱。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1所述，其特征在于滲氮溫度400～560℃時(shí)間0.5～50小時(shí)。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1和2其特征在于氯化銨加入量0.01～0.7%，稀土加入量0.1～15克/升。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1所述離子滲氮，其特征在于用交流電輝光放電，交流電壓為400-1000伏。
6.根據(jù)權(quán)利要求
1所述其特征在于，滲氮工藝可與鋁合金的固溶處理相結(jié)合進(jìn)行。
專利摘要
本工藝采用兩種方法一是氣體滲氮時(shí)添加潔凈劑氯化銨和活化劑稀土，使鋁及鋁合金滲氮；另一是離子滲氮時(shí)采用交流輝光放電使?jié)B氮?dú)夥针婋x，用直流電場(chǎng)使離子定向運(yùn)動(dòng)，解決了鋁及鋁合金的滲氮問(wèn)題。
文檔編號(hào)C23C8/06GK86105732SQ86105732
公開(kāi)日1988年2月17日 申請(qǐng)日期1986年7月21日
發(fā)明者夏立芳 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan