[其他]高速钢表面硫氧碳氮硼共渗工艺

说明书

高速钢表面硫氧碳氮硼共渗工艺属金属表面化学热处理技术领域。

经检索，属于该领域内已登记发明专利的可例举有：

1.    WIPO    C23C-11M，O4482Y/O3    J.51137682    230575

2.    WIPO    10.11.7505957C    GB    1559-690（12）

3. WIPO 12.07.78 17370C^＊J55011-181（18）

此外，据文献资料记载将此类技术用于高速钢刀具的尚有：

1.    波兰精密机械所的“氧氮处理法”（参阅Z    Rogolski：《Application    of    Oxynitriding    to    a    New    Grack、of    High    Speed    Steel    Designed    for    Thermochemical    Treatment》Poland    1976）。

2.    日本不二越公司的“DN”（DRINITE）法（参阅《工具技术》1981.No.2.P19“高速钢刀具的表面处理-特点及效果）。

表1所示为目前国内外常用的各种表面化学热处理方法的特征及其优缺点（参阅《工具技术》1981.No.2.P19）。

（表1请见下页）

由表1可知，现有的各种处理方法的不足之处是在硬度、润滑及韧性等三项性能指标方面往往难以取得良好的匹配。有的虽能兼顾但其工艺流程繁复，设备昂贵故亦不甚理想。

针对上述缺点，本发明在通用井式炉内于低温（540～560℃）下通过一次处理即可将硫氧碳氮硼同时渗入高速钢刀具表层的方法。本法操作简便、成本低廉、三项性能指标匹配合理因而效果显著。

本发明的工艺流程如下：

1.    清洗

表1 各种表面化学热处理法及其效果简介

名称内容（方法）简介主要效果硬度    润滑    韧性蒸汽处理在500°～550℃水蒸汽中加热，从而在刀具表面生成一层Fe₃O₄薄膜。不可良良磷化处理在Fe、Mn、Zn等的磷酸盐稀释水溶液中浸渍加热，从而在刀具表面生成磷酸盐膜。良良硫化处理在500°～600℃的H₂S气体中，用含硫的150℃左右的水溶液使刀具表面生成一层硫化物薄膜。良良氮化处理在500℃的氨气和渗碳气体中，特别是离子氮化的N₂气和CN基盐溶炉中，使刀具表层产生氮化层。良可可硫氮化处理在500℃左右的CN与H₂S的混合气体或含CN与硫化物的盐溶炉中、使刀具表面生成硫氮化层。良良可渗硼处理在1000℃左右的硼化物类盐熔炉中单独加热或与电解联合使用、使刀具表层形成硼化物层。良不可渗铬处理在1000℃左右的CrCl₄气体中或含铬原子的盐溶炉中，使铬原子渗入刀具表面。良可渗碳处理在刀具表面涂复金属碳化物，然后加热到1200℃左右使碳化物渗入刀具表层良不可高合金渗透在高温下使W、Mn等碳化物还原，并使合金元素向内层渗透，从而在经渗碳的刀具的表面生成高合金碳化物层良可