[发明专利]对不锈钢进排气门进行盐浴氮化处理中的盐浴配方及处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种不锈钢进排气门进行盐浴氮化处理，尤其涉及该处理中用到的盐浴配方及处理方法。

背景技术

不锈钢进排气门(排气门材料为4Cr9Si2，进气门材料为21-4N)中为改善其耐磨性能以及耐腐蚀性能。要求进排气门表面氮化层厚度20微米以上，表面硬度＞900Hv_0.2；通常采用表面盐浴氮化工艺，由于氮化后疏松层较厚，一般需在氮化前后进行酸洗处理，氮化后再经氧化处理才易获得均匀一致的外观。

现有技术中的盐浴氮化技术是将CO₃以及CNO^-等成分按一定的配比，经融化后在570℃--580℃将工件置入熔盐中处理一段时间，使盐中的CNO^-分解后氮原子渗入基体中形成FeN化合物和一定氮原子浓度的固溶体。为了提高盐浴活性，常规氮化盐中CNO浓度一般在35％以上，并加入K₂S以及一定量的Li₂CO₃。但这种方法处理时间长，表面易产生较厚的疏松层组织。这种疏松层会明显降低气门的耐磨及耐腐蚀性，并影响其外观质量。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供了一种对不锈钢进排气门进行盐浴氮化处理中的盐浴配方，旨在解决上述的问题。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明由下述成分组成并按重量百分比配比：氰酸钠(NaCNO)13％-40％，碳酸钠(Na₂CO₃)8％-20％，碳酸钾(K₂CO₃)30％-55％，氯化钠(NaCl)5-20％。

本发明还提供了一种盐浴氮化处理方法，是通过以下步骤实现的：

脱脂：用碱性磷酸盐水溶液，经水洗后表面清洁无油污；

预热：采用井式炉，炉盖安装风机使预热时气门均匀受热，温差控制在±10℃；温度在250℃-350℃之间；时间在20-30分钟之间；

氮化：采用盐浴配方，氮化处理温度在540℃-610℃之间，处理时间为8-30分钟；所述的盐浴配方由下述成分组成并按重量百分比配比：氰酸钠(NaCNO)13％-40％，碳酸钠(Na₂CO₃)8％-20％，碳酸钾(K₂CO₃)30％-55％，氯化钠(NaCl)5-20％。

冷却：采用空冷，出炉后空冷至200℃以下水洗。

抛光。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：由于在配方中CNO浓度低(8-25％)以及加入Cl离子，即使在高温下处理仍能获得表面无疏松的氮化组织，氮化后经抛光即可获得光亮的表面；更为重要的是对二种材质焊接的排气门，经氮化后气门的公差尺寸与氮化前一致。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

本发明由下述成分组成并按重量百分比配比：氰酸钠(NaCNO)13％-40％，碳酸钠(Na₂CO₃)8％-20％，碳酸钾(K₂CO₃)30％-55％，氯化钠(NaCl)5-20％。

实施例1

氰酸钠(NaCNO)36％，碳酸钠(Na₂CO₃)15％，碳酸钾(K₂CO₃)35％，氯化钠(NaCl)14％。氮化工艺参数为540℃x25min

实施例2

氰酸钠(NaCNO)25％，碳酸钠(Na₂CO₃)17％，碳酸钾(K₂CO₃)38％，氯化钠(NaCl)20％。氮化工艺参数为610℃x8min

上述组分市场中都有售。

本盐浴氮化的组分中主要是由氰酸根和碳酸根构成，其反应机理是氰酸盐与氧反应生成氮和碳酸根，其中氮原子渗入基体中，随着反应的进行消耗掉的氰酸根可通过加入再生盐得以补，该配方盐可以循环使用。

CNO^-+O₂→[C]+[N]+CO₃²-

CO₃^2-+Z(再生盐)→CNO-

本发明的制备方法如下：