[发明专利]一种1Cr18Ni9Ti奥氏体钢渗氮处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及金属表面改性技术领域，尤其涉及一种1Cr18Ni9Ti奥氏体钢渗氮处理方法。

背景技术

1Cr18Ni9Ti奥氏体钢具有很好的耐腐蚀性，被广泛应用于化学、食品、发电、煤矿、海洋及纺织等工业领域。但它硬度低，不耐摩擦和磨损，大多数不锈钢零部件，都由于严重磨损而过早失效，大量材料浪费，造成较大的经济损失。因此，人们在生产应用中不断探索表面改性技术，常规的渗氮工艺就是其中一种。渗氮能大幅度提高不锈钢零部件的耐磨性，但是由于Cr与N具有很强的亲和力，极易结合形成CrN，造成基体贫Cr而使耐蚀性能恶化，一般下降50％，因而限制了这一技术的应用。

发明内容

本发明的目的在于：针对渗氮处理技术会导致奥氏体不锈钢耐腐蚀性大幅降低的问题，本发明一种1Cr18Ni9Ti奥氏体钢渗氮处理方法。

本发明为了实现上述目的具体采用以下技术方案：一种1Cr18Ni9Ti奥氏体钢渗氮处理方法，包括以下步骤：

1)初步加工：对1Cr18Ni9Ti奥氏体钢进行抛光清洗；

2)硬化处理：对步骤1)初步加工的1Cr18Ni9Ti奥氏体钢进行真空淬火，淬火温度为870±10℃，淬火时间为3h，回火温度为510±10℃，回火时间3h；

3)离子渗氮处理：使用离子渗氮炉对步骤2)硬化处理后的1Cr18Ni9Ti奥氏体钢进行三步处理；

a.保温：离子渗氮炉炉温提高至360±10℃，炉温提高至360±10℃后通入氨气，保温时间为2h，氨气流量为14-16L/min，通入氨气2h后停止氨气输入；

b、第一阶段渗氮：离子渗氮炉炉温提高至510±10℃，炉温提高至510±10℃后通入氨气，渗氮时间为30h，氨气流量为22-25L/min，氨气分解率为45-50％；

C.第二阶段渗氮：离子渗氮炉炉温提高至580±10℃，渗氮时间为14h，氨气流量为10-12L/min，氨气分解率为70-75％；

4)降温：离子渗氮炉温度降至150±10℃时将步骤3)离子渗氮处理后的1Cr18Ni9Ti奥氏体钢取出，待1Cr18Ni9Ti奥氏体钢冷却至室温后制得成品。

作为优选，步骤2)中的淬火温度为874℃，回火温度为515℃。

作为优选，步骤2)中硬化处理后的1Cr18Ni9Ti奥氏体钢回火后表面硬度为520-540HV。

作为优选，步骤3)a第一阶段中离子渗氮炉的真空度为40-60Pa，步骤3)b第二阶段中离子渗氮炉的真空度为650-700Pa，步骤3)C第三阶段中离子渗氮炉的真空度为750-800Pa。

作为优选，步骤3)离子渗氮处理后1Cr18Ni9Ti奥氏体钢的表面硬度为950-1200HV。

本发明的有益效果如下：

1、本发明的渗氮处理方法在1Cr18Ni9Ti奥氏体钢的表面渗层形成高耐磨、耐腐蚀的Fe_3N化合物层，使得1Cr18Ni9Ti奥氏体钢表面硬度达到950-1200HV，表面渗层厚度达到25-40μm。在充分发挥1Cr18Ni9Ti奥氏体钢耐腐蚀优势和保证钢材内部韧性的同时，使其表层具有较高的耐磨损、抗疲劳能力。

2、本发明在离子渗氮处理的第二阶段渗氮中提高温度和氨气分解率并降低真空度，能够有效降低氧化裂纹的产生，避免出现渗层剥落。

3、本发明硬化处理中使用510±10℃回火3h，能够有效避免钢材出现沿晶断裂，沿晶断裂程度越严重，钢材韧性越差。

具体实施方式

为了本技术领域的人员更好的理解本发明，下面结合实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例1

一种1Cr18Ni9Ti奥氏体钢渗氮处理方法，包括以下步骤：

1)初步加工：对1Cr18Ni9Ti奥氏体钢进行抛光清洗；

2)硬化处理：对步骤1)初步加工的1Cr18Ni9Ti奥氏体钢进行真空淬火，淬火温度为874℃，淬火时间为3h，回火温度为515℃，回火时间3h，回火后表面硬度为520-540HV；

3)离子渗氮处理：使用离子渗氮炉对步骤2)硬化处理后的1Cr18Ni9Ti奥氏体钢进行三步处理；

a.保温：离子渗氮炉炉温提高至360℃，真空度为50Pa，炉温提高至360℃后通入氨气，保温时间为2h，氨气流量为15L/min，通入氨气2h后停止氨气输入；