給滲碳劑，在原氣氛中爐冷至150°C以下，即可打開爐蓋，取出工件。
[0040]4、滲碳層檢測:采用金相顯微鏡和顯微硬度計(jì)檢測隨爐試樣的金相組織、滲層厚度和表面硬度、硬度梯度分布，結(jié)果顯示，經(jīng)上述工藝處理后AISI316奧氏體不銹鋼的白層厚度為50μπι，總滲碳層深度為84μπι，表面硬度達(dá)1200HV;與同等條件下未添加稀土元素的奧氏體不銹鋼低溫氣體滲碳處理后的結(jié)果相比，表面硬度和總滲碳層深度分別提高了 16.3%和23.4%。經(jīng)過低溫氣體催滲滲碳處理的AISI316奧氏體不銹鋼滲碳層金相組織、硬度及硬度分布見圖2、圖3。
[0041 ]實(shí)施例2:AISI316奧氏體不銹鋼低溫氣體氯化鑭催滲，短時(shí)滲碳。
[0042]1、配制氣相滲碳劑:
[0043]按氣相滲碳劑體積分?jǐn)?shù)組成為(35%?15% )C0+10%H2+(55%?75 % )N2，配制氣相滲碳劑，所得到的單位體積氣相催滲劑的質(zhì)量為1.13g/L0
[0044]2、配制液相稀土催滲劑:
[0045]由氯化稀土與甲醇溶液組成的液相稀土催滲劑，其氯化稀土采用分子量約246的氯化鑭(LaCl3);在攪拌條件下，將20g氯化鑭完全溶解于100ml甲醇中，配制成液相稀土催滲劑，得到單位體積液相稀土催滲劑質(zhì)量為:氯化鑭0.2g/ml，對應(yīng)鑭元素0.llg/ml。
[0046]3、進(jìn)行奧氏體不銹鋼低溫氣體催滲滲碳處理:
[0047]采用的液相稀土催滲劑的稀土元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為滲碳爐氣的1%。滲碳處理工藝流程如下:(如圖1所示)
[0048]1)去除待處理的AISI316奧氏體不銹鋼制工件及隨爐檢測試樣表面的油漬，放入專用奧氏體不銹鋼低溫氣體滲碳爐中，關(guān)閉爐蓋，排除爐內(nèi)空氣并升溫；
[0049]2)升溫至250°C，通入含有鹵素成分的預(yù)處理混合氣，保溫2h，進(jìn)行去除奧氏體不銹鋼表面Cr203鈍化膜處理；
[0050]3)升溫至470°C，將上述配制的質(zhì)量為1.13g/L的氣相滲碳劑，由管路計(jì)量送入滲碳爐中(根據(jù)滲碳爐罐的容積確定氣相滲碳劑流量)，每通入1L上述氣相滲碳劑，對應(yīng)滴注送入滲碳爐的上述液相氯化鑭催滲劑為0.1 lml，如此處理24h。隨著滲碳時(shí)間延長，可逐漸降低C0比例、提高N2比例，由于⑶與他分子量相同，不影響通入氣體的質(zhì)量。
[0051]4)停止加熱、停止供給滲碳劑，在原氣氛中爐冷至150°C以下，即可打開爐蓋，取出工件。
[0052]4、采用金相顯微鏡和顯微硬度計(jì)檢測隨爐試樣的金相組織、滲層厚度和表面硬度、硬度梯度分布，結(jié)果顯示，經(jīng)上述工藝處理后AISI316奧氏體不銹鋼的白層厚度為38μπι，總滲碳層深度為53μπι，表面硬度達(dá)860HV。
[0053 ] 實(shí)施例3: ΑΙ SI 316奧氏體不銹鋼低溫氣體混合氯化稀土催滲滲碳。
[0054]1、配制氣相滲碳劑:
[0055]按氣相滲碳劑體積分?jǐn)?shù)組成為(35%?15% )C0+10%Η2+(55%?75 % )Ν2，配制氣相滲碳劑，所得到的單位體積氣相催滲劑的質(zhì)量為1.13g/L0
[0056]2、配制液相稀土催滲劑:
[0057]由氯化稀土與甲醇溶液組成的液相稀土催滲劑，其氯化稀土采用混合氯化稀土(29.3%LaCl3、50.4%CeCl3、5.1%PrCl3、15.1%NdCl3)平均分子量247;在攪拌條件下，將20g上述混合氯化稀土完全溶解于100ml甲醇中，配制成液相稀土催滲劑，得到單位體積液相稀土催滲劑質(zhì)量為:混合氯化稀土 0.2g/ml，對應(yīng)混合稀土元素0.llg/mlo
[0058]3、進(jìn)行奧氏體不銹鋼低溫氣體催滲滲碳處理:
[0059]滲碳處理工藝流程如下:(如圖1所示)
[0060]1)去除待處理的AISI316奧氏體不銹鋼制工件及隨爐檢測試樣表面的油漬，放入專用奧氏體不銹鋼低溫氣體滲碳爐中，關(guān)閉爐蓋，排除爐內(nèi)空氣并升溫；
[0061]2)升溫至250°C，通入含有鹵素成分的預(yù)處理混合氣，保溫2h，進(jìn)行去除奧氏體不銹鋼表面Cr203鈍化膜處理；
[0062]3)升溫至470°C，向滲碳爐中通入混合滲碳劑:將按步驟1配制的質(zhì)量為1.13g/L的氣相滲碳劑，由管路計(jì)量送入滲碳爐中(根據(jù)滲碳爐罐的容積確定氣相滲碳劑流量)，每通入1L上述氣相滲碳劑，對應(yīng)滴注送入滲碳爐的上述液相混合氯化稀土催滲劑為0.1 lml，如此處理48h。隨著滲碳時(shí)間延長，可逐漸降低C0比例、提高他比例，由于⑶與犯分子量相同，不影響通入氣體的質(zhì)量。
[0063]4)停止加熱、停止供給混合滲碳劑，在原氣氛中爐冷至150°C以下，S卩可打開爐蓋，取出試件。
[0064]4、滲層檢測:采用金相顯微鏡和顯微硬度計(jì)檢測隨爐試樣的金相組織、滲層厚度和表面硬度、硬度梯度分布，結(jié)果顯示，經(jīng)上述工藝處理后AISI316奧氏體不銹鋼的白層厚度為45μπι，總滲碳層深度為80μπι，表面硬度達(dá)1100HV。
[0065]實(shí)施例4:ΑΙ SI 316奧氏體不銹鋼低溫氣體氯化鑭催滲滲碳(以較高催滲劑比例)
[0066]1、配制氣相滲碳劑:
[0067]按氣相滲碳劑體積分?jǐn)?shù)組成為(35%?15% )C0+10%Η2+(55%?75 % )Ν2，配制氣相滲碳劑，所得到的單位體積氣相催滲劑的質(zhì)量為1.13g/L0
[0068]2、配制液相稀土催滲劑:
[0069]由氯化稀土與甲醇溶液組成的液相稀土催滲劑，其氯化稀土采用分子量約246的氯化鑭(LaCl3);在攪拌條件下，將20g氯化鑭完全溶解于100ml甲醇中，配制成液相稀土催滲劑，得到單位體積液相稀土催滲劑質(zhì)量為:氯化鑭0.2g/ml，對應(yīng)鑭元素0.llg/ml。
[0070]3、進(jìn)行奧氏體不銹鋼低溫氣體催滲滲碳處理:
[0071 ]采用的液相稀土催滲劑的稀土元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為滲碳爐氣的1.5%。
[0072] 設(shè)每通入1L氣相滲碳組分需滴注送入液相催滲組分為X ml (甲醇密度以0.79計(jì)算)，則稀土元素的質(zhì)量為0.llx(g)，滲碳爐氣質(zhì)量為(1.13+0.7如)化)，有下式:0.111 +(1.13+0.79x) = 1.5%
[0073]解得:x= 0.17(ml)
[0074]即，每通入1升上述氣相滲碳組分，需滴注送入液相催滲組分為0.17毫升。滲碳處理工藝流程如下:(如圖1所示)
[0075]1)去除待處理的AISI316奧氏體不銹鋼制工件及隨爐檢測試樣表面的油漬，放入專用奧氏體不銹鋼低溫氣體滲碳爐中，關(guān)閉爐蓋，排除爐內(nèi)空氣并升溫；
[0076]2)升溫至250°C，通入含有鹵素成分的預(yù)處理混合氣，保溫2h，進(jìn)行去除奧氏體不銹鋼表面Cr203鈍化膜處理；
[0077]3)升溫至470°C，將上述配制的質(zhì)量為1.13g/L的氣相滲碳劑，由管路計(jì)量送入滲碳爐中(根據(jù)滲碳爐罐的容積確定氣相滲碳劑流量)，每通入1L上述氣相滲碳劑，對應(yīng)滴注送入滲碳爐的上述液相氯化鑭催滲劑為0.17ml，如此處理48h。隨著滲碳時(shí)間延長，可逐漸降低C0比例、提高N2比例，由于⑶與他分子量相同，不影響通入氣體的質(zhì)量。
[0078]4)停止加熱、停止供給滲碳劑，在原氣氛中爐冷至150°C以下，即可打開爐蓋，取出工件。
[0079]4、滲碳層檢測:
[0080]采用金相顯微鏡和顯微硬度計(jì)檢測隨爐試樣的金相組織、滲層厚度和表面硬度、硬度梯度分布，結(jié)果顯示，經(jīng)上述工藝處理后AISI316奧氏體不銹鋼的白層厚度為50μπι，總滲碳層深度為85μπι，表面硬度達(dá)1150HV。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種提高奧氏體不銹鋼低溫氣體滲碳速度的催滲方法，其特征在于，將奧氏體不銹鋼進(jìn)行有效前處理和表面鈍化膜去除之后，滲碳爐溫保持在450°c?470°C的低溫條件下，采用混合滲碳劑對奧氏體不銹鋼進(jìn)行氣體滲碳處理，所述混合滲碳劑由氣相滲碳劑和液相稀土催滲劑組成，所述氣相滲碳劑由CO、H#PN2組成;所述液相稀土催滲劑由氯化稀土與甲醇的溶液組成;該氣相滲碳劑和液相稀土催滲劑的溶劑甲醇在滲碳爐內(nèi)氣化后產(chǎn)生的氣體共同構(gòu)成滲碳爐氣，其液相稀土催滲劑的稀土元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為滲碳爐氣質(zhì)量分?jǐn)?shù)的0.8?1.5%，根據(jù)單位體積氣相滲碳劑的質(zhì)量和單位體積基準(zhǔn)液相稀土催滲劑稀土元素的質(zhì)量，再按滲碳爐氣中稀土元素所占的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)，計(jì)算求得需要對應(yīng)加入的既含稀土元素，又可氣化為滲碳爐氣的基準(zhǔn)液相稀土催滲劑的數(shù)量;所述氣相滲碳劑和液相稀土催滲劑分別通過管路計(jì)量、滴注計(jì)量，同時(shí)向滲碳爐中送入，保持處理24?48h，在原氣氛中爐冷至150°C以下，即在奧氏體不銹鋼獲得表面硬度為850HV?1200HV的耐蝕強(qiáng)化滲碳層。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高奧氏體不銹鋼低溫氣體滲碳速度的催滲方法，其特征在于，由CO、H2和N2組成的氣相滲碳劑，其按體積分?jǐn)?shù)的組成為(35 %?15 % )C0+10 %H2+(55% ?75%)N2o3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高奧氏體不銹鋼低溫氣體滲碳速度的催滲方法，其特征在于，液相稀土催滲劑的氯化稀土為單一氯化稀土或混合氯化稀土。
【專利摘要】本發(fā)明一種提高奧氏體不銹鋼低溫氣體滲碳速度的催滲方法，屬化學(xué)熱處理技術(shù)領(lǐng)域，本發(fā)明于450℃～470℃，采用混合滲碳劑對奧氏體不銹鋼進(jìn)行氣體滲碳處理，所述混合滲碳劑由氣相滲碳劑和液相稀土催滲劑組成，所述氣相滲碳劑由CO、H2和N2組成；所述液相稀土催滲劑由氯化稀土與甲醇的溶液組成；該氣相滲碳劑和液相稀土催滲劑的溶劑甲醇在滲碳爐內(nèi)氣化后產(chǎn)生的氣體共同構(gòu)成滲碳爐氣，其液相稀土催滲劑的稀土元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為滲碳爐氣質(zhì)量分?jǐn)?shù)的0.8～1.5％，保持處理24～48h，在原氣氛爐中冷至150℃以下，即在奧氏體不銹鋼獲得表面硬度為850HV～1200HV的耐蝕強(qiáng)化滲碳層，本發(fā)明提高了奧氏體不銹鋼耐蝕強(qiáng)化的處理效率，降低了生產(chǎn)成本。
【IPC分類】C23C8/22
【公開號】CN105483604
【申請?zhí)枴緾N201511022870
【發(fā)明人】潘鄰, 張良界, 馬飛, 楊閩紅, 李朋, 吳勉
【申請人】武漢材料保護(hù)研究所
【公開日】2016年4月13日
【申請日】2015年12月30日