[发明专利]多元快速氮化固体粉状催渗剂

说明书

技术领域

本发明涉及一种适用于气体氮化、气体加氧氮化及气体软氮化工艺的多元快速氮化固体粉状催渗剂，主要解决气体软氮化渗层薄、渗层硬度低的问题。

背景技术

CN102268632A、名称“固体稀土渗氮催渗剂”，它由下述成分按重量百分比均匀混合组成:氯化稀土50-90%、氯化铵5-30%和尿素5-20%。该稀土催渗剂为膏状固体,装在用蜡密封带有塑料贴膜的纸盒中,使用时再放入铁罐中随被渗氮工件一起装入气体氮化炉中使用。本发明的催渗剂具有制备简单、使用便捷、可提高渗氮速度30-60%,节约能源,提高工件表层硬度HV50-150等优点。其不足之处：渗氮件的硬度还有提高的空间。

气体氮化周期长、有脆性、对氮化材料要求严格；气体加氧氮化对氮化材料要求严格；气体软氮化渗层薄、渗层硬度低。

发明内容

设计目的：避免背景技术中的不足之处，设计一种能够有效地解决气体软氮化渗层薄、渗层硬度低的多元快速氮化固体粉状催渗剂，旨在解决气体氮化周期长、有脆性、对氮化材料要求严格的应用劣势；旨在解决气体加氧氮化对氮化材料要求严格的应用劣势；旨在解决气体软氮化渗层薄、渗层硬度低的应用限制。多元快速氮化催渗剂的添加，可实现低温氮-碳-金属元素-稀土元素快速多元共渗。

设计方案：为了实现上述设计目的。1、本发明选择铁铝镁硅合金、氯化铵和氯化稀土（或氧化稀土）作为多元快速氮化固体粉状催渗剂主要成份的目的在于：铝与氮结合形成氮化铝有利于渗氮层硬度大幅度的提高，铝的存在同时加快氮的渗速；氯化铵的添加有利于洁净工件表面，提高渗速；氯化稀土（或氧化稀土）的添加有利于提高渗速及渗层硬度。2、铁铝镁硅合金用量选择在75～85%的目的在于：充分提供铝元素，它在本配方中所产生的技术效果是，铝与氮结合形成氮化铝有利于渗氮层硬度大幅度的提高，铝的存在同时加快氮的渗速。解决了气体氮化周期长、有脆性、对氮化材料要求严格的应用劣势，解决了气体加氧氮化对氮化材料要求严格的应用劣势，解决了气体软氮化渗层薄、渗层硬度低的问题。3、氯化铵用量选择在5～10%的目的在于：洁净工件表面，加快渗速。但用量过低效果不明显，过高堵塞管路。结合试验，综合考虑，氯化铵用量选择在5～10%为宜。4、氯化稀土（或氧化稀土）用量选择在10～15%的目的在于：洁净工件表面，渗氮的同时渗入稀土，加快渗速，提高渗层硬度。但用量过低作用不明显，过高工件表面颜色会产生大的改变(对氮化颜色有要求的用户会提出质疑)，硬度也提高有限，结合试验，综合考虑，氯化稀土（或氧化稀土）用量选择在10～15%为宜。

技术方案：固体粉状催渗剂的成分组成（重量百分比）：铁铝镁硅合金75～85%、氯化铵5～10%和氯化稀土（或氧化稀土）10～15%。

本发明与背景技术相比，一是使气体氮化周期大幅缩短(渗速提高50%以上)、无脆性、对氮化材料要求低；二是使气体加氧氮化周期大幅缩短(渗速提高40%以上)、无脆性、对氮化材料要求低；三是使气体软氮化渗层增厚（渗层增厚30%以上）、渗层硬度大幅提高（以40Cr为例，渗层硬度可达HV_5kg700）。

具体实施方式

实施例1：一种多元快速氮化固体粉状催渗剂，固体粉状催渗剂的成分组成（重量百分比）：铁铝镁硅合金75～85%、氯化铵5～10%和氯化稀土（或氧化稀土）10～15%。

实施例2：在实施例1的基础上，铁铝镁硅合金75%、氯化铵5%和氯化稀土（或氧化稀土）10%。

实施例3：在实施例1的基础上，铁铝镁硅合金85%、氯化铵10%和氯化稀土（或氧化稀土）15%。

实施例4：在实施例1的基础上，铁铝镁硅合金80%、氯化铵7.5%和氯化稀土（或氧化稀土）12.5%。

实施例5：在实施例1的基础上，铁铝镁硅合金78%、氯化铵7%和氯化稀土（或氧化稀土）11%。

实施例6：在实施例1的基础上，铁铝镁硅合金83%、氯化铵9%和氯化稀土（或氧化稀土）13%。

实施例7：在实施例1的基础上，铁铝镁硅合金80.5%、氯化铵7.5%和氯化稀土（或氧化稀土）12%。

本发明在原有气体氮化、气体加氧氮化、气体软氮化基础上只需加入多元快速氮化催渗剂即可实现，操作简单方便。

实施方式1，随工件分散放入一定量的催渗剂。

实施方式2，排气结束从炉盖试样孔分多次放入一定量的催渗剂。

需要理解到的是：上述实施例虽然对本发明的设计思路作了比较详细的文字描述，但是这些文字描述，只是对本发明设计思路的简单文字描述，而不是对本发明设计思路的限制，任何不超出本发明设计思路的组合、增加或修改，均落入本发明的保护范围内。