[其他]金属零件的室温或低温硫化

说明书

一种对铸铁、钢和硬质合金零件或刀具摩擦表面进行硫化的新方法。

本发明属于使金属表面形成耐磨硫化层的化学处理方法。

对金属零件摩擦表面进行硫化，以前是用固体，液体和气体硫化三种方法，这三种方法都存在温度高，劳动条件差，污染空气，硫化时间长等缺点。1971年法国提出一项《低温电解硫化法》专利（专利号2050754）为硫化开辟了一条新的途径，并为国外广泛采用，该硫化方法的要点是：用KSCN75%，NaSCN25%、另加K₄Fe（CN）₆2～4%作硫化剂。要硫化的零件放入盛有硫化剂的电解槽内，并按硫化零件的面积通以直流电（按2.5～3.5A/dm²计算），零件接阳极，电解槽接阴极，加热至190～200℃，并通N₂搅拌约15分钟，即可得10～20μm的硫化层。这种方法，硫化温度高，工艺复杂，操作繁锁。

为了简化硫化工艺，降低成本，同时得到良好的硫化效果，本发明提供一种在低温或室温下进行硫化的方法。

本发明的主要特点，是在硫化前使零件先经活化处理，采用由Na₂S₂O₃，KHSO₄，K₄Fe（CN）₆和水组成的硫化剂溶液，同时使硫化过程在接近于沸腾的温度下或在室温加超声振荡的条件下进行。

对铸铁、钢及硬质合金零件进行硫化时，零件表面应加工至较高的精度和光洁度，并清除油脂，然后进行活化处理。所述的活化处理是在零件表面涂擦或浸入含碘的酒精溶液（对于铸铁、碳钢和低合金钢）或低硝酸酒精溶液（对于高速钢）或其它金相腐蚀剂一段时间，以去除金属表面的氧化膜，增加零件表面的化学吸附能力，然后再浸入硫化溶液中。硫化剂的成份及重量配比为：Na₂S₂O₃60～80%，KHSO₄5～20%，K₄Fe（CN）₆5～20%，同时另加相当于硫化剂总重2～5倍水。其最佳的重量配比为：Na₂S₂O₃77%，KHSO₄10%，K₄Fe（CN）₆13%，并加硫化剂总重4倍的水。同时硫化过程是在接近于沸腾温度（最好是在95～98℃）或在室温加超声振荡条件下进行。硫化时间对于铸铁、碳钢及低合金钢约15～20分钟，对于高速钢约40分钟。可得到约20μm厚的硫化层，硫化后的表面经清洗，再进行防锈处理。

所述的超声振荡是由超声波发生器产生，该装置是由超声波发生器和底部装有超声波传感器的清洗槽（简称超声波清洗槽）两部分组成。要硫化的零件浸没在超声波清洗槽内的硫化剂溶液中，通电振荡即可。超声振荡的作用，是使化学反应有足够的强度。在振荡过程中，金属表面产生“空化”，表面聚集的气泡在“爆炸”的局部压力增加，发生很大冲击，使得硫离子活力增加，从而加快硫的渗入。

采用本发明的效果，可结合附图加以说明

对附图的说明：

图1、不同硫化方法的摩擦系数对比曲线。

试验是在Amslar试验机上进行的。上轮为40Cr钢经淬火至Rc55的圆盘工件，下轮分别为经不同硫化方法硫化的尺寸相同的HT20～40灰铸铁工件，试验状态为干摩擦，上轮固定不动，下轮为200转/分，负荷为50Kg，试验时间40分钟，试验结果如图1。其中，曲线1是超声振荡硫化试件，曲线2是低温（98℃）硫化试件，曲线3是未加超声振荡的室温硫化试件，曲线4是未硫化的试件，曲线5是为GCr15钢低温电解硫化试件。比较可见，采用本发明方法时，摩擦系数低，每分钟磨损量少，硫化后磨合时间很短。由此可见，本发明工艺简单，操作方便，硫化效果好，可广泛应用于机械传动、刀模具及其它摩擦副零件。

本发明的实施例：