[发明专利]通过等离子体渗氮用于生产增强合金的方法

权利要求书

1.包含金属基体的增强合金的生产方法，其中纳米粒子被分散在所述金属基体的体积中，至少80%的所述纳米粒子具有1nm至50nm的平均尺寸，所述纳米粒子包含选自属于由Ti、Zr、Hf和Ta所组成的组中的至少一种金属元素M的氮化物的至少一种氮化物，

所述方法包括以下的连续步骤：

a）在200°C至700°C的温度下进行基体合金的等离子体渗氮以便在其中插入填隙氮，所述基体合金结合了按重量计0.1%至1%的所述金属元素M，并且所述基体合金选自奥氏体基合金、铁素体基合金、铁素体-马氏体基合金或镍-基合金；

b）在350°C至650°C的温度下在所述基体合金中扩散填隙氮；以及

c）在600°C至900°C的温度下析出所述氮化物持续10分钟至10小时的期间，以便形成分散在所述增强合金中的所述纳米粒子。

2.根据权利要求1所述的生产方法，其中，所述基体合金是以粉末形式或块状形式。

3.根据权利要求1或2所述的生产方法，其中，所述基体合金结合了按重量计0.5%至1%的所述金属元素M。

4.根据任一前述权利要求所述的生产方法，其中，借助于包含以分子氮（N₂）的形式和/或作为气态含氮化合物的氮的气态介质进行所述等离子体渗氮。

5.根据权利要求4所述的生产方法，其中，所述气态介质也包含含碳物质。

6.根据任一前述权利要求所述的生产方法，其中，所述氮化物属于由TiN、Ti₃N₄、ZrN、HfN和TaN所组成的组。

7.根据任一前述权利要求所述的生产方法，其中，所述氮化物全部地或部分地为所述金属元素M的碳氮化物的形式。

8.根据任一前述权利要求所述的生产方法，其中，至少90%的所述纳米粒子具有1nm至10nm的平均尺寸。

9.根据权利要求8所述的生产方法，其中，至少95%的所述纳米粒子具有0.5nm至5nm的平均尺寸。

10.根据任一前述权利要求所述的生产方法，其中，所述增强合金也按重量计包含至少一种以下元素：

-从10ppm至120ppm的硅；

-从10ppm至100ppm的硫；

-低于20ppm的氯；

-从2ppm至10ppm的磷；

-从0.1ppm至10ppm的硼；

-从0.1ppm至10ppm的钙；

-低于0.1ppm的每一种下列元素：锂、氟、重金属、Sn、As、Sb。

11.根据任一前述权利要求所述的生产方法，包括在所述步骤c）析出所述氮化物期间或之后通过热挤出进行的固结的步骤。

12.根据权利要求11所述的生产方法，其中，在低于或等于850°C的温度下进行所述热挤出步骤。