將底物擴(kuò)散到基材中的改進(jìn)方法
【專利摘要】描述了將底物擴(kuò)散到基材中的改進(jìn)方法。通常，提供了將基材引入具有底物和催化劑的鹽浴的方法。提供選定量的催化劑及所需的鹽浴溫度，足以降低所述基材的活化能，從而使所述底物能夠容易地擴(kuò)散到所述基材的表面中。然而，所述基材內(nèi)的某些物質(zhì)可能抑制所述底物擴(kuò)散到所述基材的表面中。因此，還提供選定量的催化劑及所需的鹽浴溫度，足以促進(jìn)浸出會抑制該底物擴(kuò)散到該基材中的該選定物質(zhì)。所浸出的物質(zhì)基本被所述擴(kuò)散的底物替代。
【專利說明】將底物擴(kuò)散到基材中的改進(jìn)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請要求2012年5月4日提交的美國臨時專利申請系列號61/642，759，名稱為“IMPROVED PROCESS FOR DIFFUSING A SUBSTRATE INTO A BASE MATERIAL”;2012年5月 4 日提交的美國臨時專利申請系列號61/642，768，名稱為“ MPROVED PROCESS FOR DIFFUSINGTITANIUM INTO A STAINLESS STEEL BASE MATERIAL” ；以及 2012 年 5 月 4 日提交的美國臨時專利申請系列號 61/642，781，名稱為 “PROCESS FOR POLISHING A STAINLESS STEELPRODUCT HAVING TITANIUM DIFFUSED THEREIN” 的權(quán)益；Phi1s Jongho Ko 和 BongsubSamuel Ko為發(fā)明人，它們的全部公開內(nèi)容在此引入本文作為參考。

【背景技術(shù)】
[0002]本申請通常涉及將底物擴(kuò)散到基材中的方法和拋光所得產(chǎn)物的方法。在一個例子中，提供了將基材引入具有底物和催化劑的鹽浴(salt bath)的方法。提供選定量的催化劑及所需的鹽浴溫度，足以降低所述基材的活化能，從而使所述底物能夠擴(kuò)散到所述基材的表面中。還提供選定量的催化劑及所需的鹽浴溫度，足以促進(jìn)從所述基材浸出(Ieach)會抑制所述底物擴(kuò)散到該基材中的選定物質(zhì)。
[0003]美國專利號6，645，566描述了將鈦和氮化物擴(kuò)散到多種包括鋼和鋼合金、鋁及鋁合金、鈦及鈦合金在內(nèi)的基材中的方法。美國專利號6，645, 566描述了多種通過操作方法本身來提高其中描述的方法的有效性的實施方式，而不是通過改變催化劑的量和提高處理溫度達(dá)特定時間足以降低所述基材的活化能且促進(jìn)從所述基材浸出選定物質(zhì)。因此，本發(fā)明一個目的是通過改變處理步驟足以在處理時降低基材的活化能且促進(jìn)從基材浸出選定物質(zhì)來提高美國專利號6，645，566中描述的方法的有效性。
[0004]例如，如同時待決的美國專利申請?zhí)?1/869，399所述，可改變所述鋼或鋼合金基材的成分，以提高如美國專利號6，645，566中描述的方法的有效性。例如，可向鋼或鋼合金基材加入釩和鈷，以增強(qiáng)鈦和氮化物向其中的擴(kuò)散，但也可加入鉻來抑制鈦和氮化物擴(kuò)散到所述基材中。因此，本發(fā)明一個目的是提供將底物(如鈦)擴(kuò)散到基材中的方法，促進(jìn)浸出抑制該底物(如鈦)擴(kuò)散到該基材中的選定物質(zhì)(如鉻)。
[0005]然而，公知鉻可提供如美國專利號7，896，981中描述的一些基材(如不銹鋼)的耐腐蝕性。但是,鈦也提供了耐腐蝕性及其他相對于鉻改進(jìn)的性質(zhì)。因此,本發(fā)明一個目的是提供通過促進(jìn)從基材浸出所需物質(zhì)(如鉻)使得該物質(zhì)被從鹽浴擴(kuò)散的耐腐蝕性增強(qiáng)的底物(如鈦)替代來將耐腐蝕性增強(qiáng)的底物(如鈦)擴(kuò)散到基材中的方法。
[0006]本發(fā)明的優(yōu)選實施方式(包括其特征的組合)的這些及其他的理想效果根據(jù)下文描述將明顯可知。然而，應(yīng)理解方法或配置可以與要求保護(hù)的發(fā)明相適合，但不會實現(xiàn)所有這些理想效果，包括從下文描述搜集的那些。用所附的權(quán)利要求，而不是這些理想效果，來限定本發(fā)明主題。任一以及所有的效果都源自本發(fā)明的多項實施方式，本發(fā)明不必普遍具有。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本申請通常涉及將底物擴(kuò)散到基材中的方法。在一個實施方式中，提供了將基材引入具有底物和催化劑的鹽浴的方法。提供選定量的催化劑及所需的鹽浴溫度，足以降低所述基材的活化能，從而使所述底物能夠容易地擴(kuò)散到所述基材的表面中。然而，所述基材內(nèi)的某些物質(zhì)可能抑制所述底物擴(kuò)散到所述基材的表面中。因此，還提供選定量的催化劑及所需的鹽浴溫度，足以促進(jìn)浸出會抑制該底物擴(kuò)散到該基材中的該選定物質(zhì)。所浸出的物質(zhì)基本被所擴(kuò)散的底物替代。
[0008]應(yīng)理解本發(fā)明包括多個不同方面或特征，它們可單獨應(yīng)用和/或與其它方面或特征組合應(yīng)用。因此，本
【發(fā)明內(nèi)容】
并未很詳盡地逐個介紹這些現(xiàn)在或可能會在所附權(quán)利要求中的方面或特征，而是代表性地綜述了本發(fā)明的某些方面，來輔助理解后文更詳盡的介紹。本發(fā)明的范圍不限于后文所述的【具體實施方式】，而是在現(xiàn)在或隨后提交的權(quán)利要求中予以限定。

【具體實施方式】
[0009]雖然本發(fā)明易于產(chǎn)生很多不同形式的且多種組合的實施方式，但是將專注于本文所述的本發(fā)明的幾個實施方式，應(yīng)當(dāng)理解，這些實施方式視為本發(fā)明原理的舉例，并且不意圖限制本發(fā)明的廣泛方面。
[0010]本發(fā)明通常涉及將底物擴(kuò)散到基材中的方法。在一個實施方式中，提供了將基材引入具有底物和催化劑的鹽浴的方法。提供選定量的催化劑及所需的鹽浴溫度，足以降低所述基材的活化能，從而使所述底物能夠容易地擴(kuò)散到所述基材的表面中。然而，所述基材內(nèi)的某些物質(zhì)可能抑制所述底物擴(kuò)散到所述基材的表面中。因此，還提供選定量的催化劑及所需的鹽浴溫度，足以促進(jìn)浸出這些物質(zhì)。所浸出的物質(zhì)基本被所擴(kuò)散的底物替代。
[0011]具體地，使用加熱的鹽浴。碳酸鈉和選自由氰酸鈉和氰酸鉀組成的組的鹽，以約80至約85w/w%的量,在所述鹽浴中與約15至約20w/w%的NaC02、NaC03或氯化鈉共存。向該浴加入的是經(jīng)催化的底物。雖然可以使用其他催化劑，但所述催化劑可以是呈已電解的底物的形式。催化劑的量為足以降低待處理的基材的活化能。并且，催化劑的該選定量促進(jìn)從所述基材浸出選定物質(zhì)。具體地，所述催化劑促進(jìn)浸出會抑制所述底物擴(kuò)散到所述基材中的選定物質(zhì)。
[0012]將所述基材浸泡在具有經(jīng)催化的底物的鹽浴中。將所述鹽浴的溫度設(shè)于降低所述基材的活化能并促進(jìn)所述底物擴(kuò)散到所述基材中的值。較高的溫度通常會促進(jìn)降低所述基材的活化能并促進(jìn)經(jīng)催化的底物的擴(kuò)散。另外，進(jìn)一步選擇所述鹽浴溫度以促進(jìn)浸出會抑制該底物擴(kuò)散到該基材中的該選定物質(zhì)。為避免所述基材的任何變形或彎曲(warping),將所述基材浸泡在鹽浴中相當(dāng)短的時間。由于所述基材的活化能降低并且由于所述催化劑，鹽浴中的所述底物和氮化物快速并容易地擴(kuò)散到所述基材的表面中。選擇鹽浴中所述底物的濃度，從而在浸泡期間所述底物充分地替代從所述基材浸出的物質(zhì)。
[0013]實施例1
[0014]在一個具體例子中，可處理300系列不銹鋼基材。300系列不銹鋼通常稱為具有奧氏體(austensitic)性質(zhì)的超低碳鋼。通常，鉻為不銹鋼提供了其固有的耐腐蝕特性。然而，優(yōu)選用鈦替代所述基材的表面中的一些鉻，這是因為鈦通常提供作為具有很高的抗拉強(qiáng)度(或韌性)和優(yōu)異的耐腐蝕性的、慣常為惰性的、輕重量的材料的改進(jìn)特性。同時，鉻通常抑制鈦擴(kuò)散到所述基材中。因此，優(yōu)選使用促進(jìn)從所述基材的表面浸出鉻的方法將鈦擴(kuò)散到所述不銹鋼基材中，從而使鉻基本可以被擴(kuò)散的鈦替代。
[0015]在一個例子中，可對用于消費電子產(chǎn)品的300系列不銹鋼箱體進(jìn)行表面處理，以提高其硬度、抗拉強(qiáng)度和耐腐蝕性。提供加熱的鹽浴。碳酸鈉和選自由氰酸鈉和氰酸鉀組成的組的鹽，以約80至約85w/w%的量,在所述鹽浴中與約15至約20w/w%的NaC02、NaC03或氯化鈉共存。
[0016]向該浴加入的是電解鈦。為了最佳地降低所述300系列不銹鋼基材的活化能，促進(jìn)從所述不銹鋼基材浸出鉻并促進(jìn)鈦擴(kuò)散到所述不銹鋼基材的表面中，優(yōu)選向該浴加入約40微克至約60微克的電解鈦，從而使所述鹽浴中的電解鈦濃度達(dá)到約0.005%至約0.010%。電解鈦的該量優(yōu)選用于替代從所述不銹鋼基材浸出的鉻并且增強(qiáng)所處理的300系列不銹鋼基材的耐腐蝕性。將鹽浴的溫度加熱到590°C以上，優(yōu)選約600°C至約620°C。所述電解鈦和較高的溫度促進(jìn)所述鈦和氮化物從所述鹽浴擴(kuò)散到所述基材中。
[0017]將所述300系列不銹鋼基材浸泡在所述鹽浴中相當(dāng)短的時間，約10分鐘至約90分鐘。為避免所述基材的任何變形或彎曲，優(yōu)選將所述不銹鋼基材浸泡在鹽浴中，在約600°C至約620°C加熱僅約10至約20分鐘。隨著所述不銹鋼基材的活化能降低和從其浸出鉻，鹽浴中的鈦快速并容易地擴(kuò)散到所述基材的表面中。所述鈦基本替代從所述基材浸出的所述鉻。使用該改進(jìn)方法，顯示出鈦擴(kuò)散到所述300系列不銹鋼基材的表面至少20微米。
[0018]如上所述，鈦相對于鉻具有改進(jìn)的性質(zhì)。因此，所述不銹鋼基材的新表面由于新擴(kuò)散的鈦而獲得了這些特性。具體地，所述不銹鋼基材的表面更硬，而又未損害其表面處理前的耐腐蝕性。例如，表面硬度為約1300至1450HV1(l(lg。通過從所述表面浸出擴(kuò)散抑制物質(zhì)(如鉻)并基本用性質(zhì)改進(jìn)的底物(如鈦)替代它們，此方法可應(yīng)用于廣闊范圍的材料。在不銹鋼的具體例中，對較低級因而較便宜的不銹鋼(如304不銹鋼)可使用本發(fā)明擴(kuò)散方法進(jìn)行表面處理，從而提高其硬度、抗拉強(qiáng)度和耐腐蝕性質(zhì)。
[0019]在實施例1的鈦擴(kuò)散過程中，在所述不銹鋼基材的表面可能形成氧化物層。因此，優(yōu)選拋光(或輕擦(buff))所得不銹鋼產(chǎn)物的表面，以獲得所需的光亮度(shine)，還優(yōu)選獲得所需的光亮度而不會刮掉或去除擴(kuò)散到不銹鋼產(chǎn)物表面中的鈦層。通常，所得的不銹鋼產(chǎn)物可用鉻氧化物拋光化合物輕擦或拋光。為了使所述表面光亮而不會刮掉或去除擴(kuò)散的鈦層，所述鉻氧化物拋光化合物具有不足2微米的粒度，優(yōu)選具有約0.5至約I微米的粒度。具體地,所述拋光化合物可與軟質(zhì)拋光輪,如100%棉雙面厚法蘭絨型(cotton dometflannel type)拋光輪或通常用于精細(xì)拋光的類似類型的拋光輪，一起使用。所述拋光輪常以約3000rpm至約5000rpm,優(yōu)選約3500rpm至約4500rpm的速度使用。這樣，由于所述鈦擴(kuò)散方法，所述已拋光的不銹鋼產(chǎn)品具有硬度及耐腐蝕性增強(qiáng)的光亮表面。
[0020]實施例2
[0021]在另一具體實施例中，可處理400系列不銹鋼基材。與300系列不銹鋼不同，400系列不銹鋼具有馬氏體(martensitic)性質(zhì)。所述400系列不銹鋼也已在介于約300°C到530°C之間的選定回火溫度回火(temper)，以獲得選定芯部硬度(如約40到55HRc)。通常，鉻為不銹鋼提供了其固有的耐腐蝕特性。然而，優(yōu)選用鈦替代所述基材的表面中的一些鉻，這是因為鈦通常提供作為具有很高的抗拉強(qiáng)度(或韌性)和優(yōu)異的耐腐蝕性的、慣常為惰性的、輕重量的材料的改進(jìn)特性。同時，鉻通常抑制鈦擴(kuò)散到所述基材中。因此，優(yōu)選使用促進(jìn)從所述基材的表面浸出鉻的方法將鈦擴(kuò)散到所述不銹鋼基材中，從而使鉻可以被擴(kuò)散的鈦替代。
[0022]在一個例子中，可對用于消費電子產(chǎn)品的400系列不銹鋼箱體進(jìn)行表面處理，以提高其硬度、抗拉強(qiáng)度和耐腐蝕性。提供加熱的鹽浴。碳酸鈉和選自由氰酸鈉和氰酸鉀組成的組的鹽，以約80至約85w/w%的量,在所述鹽浴中與約15至約20w/w%的NaC02、NaC03或氯化鈉共存。
[0023]向該浴加入的是電解鈦。為了最佳地降低所述400系列不銹鋼基材的活化能，促進(jìn)從所述不銹鋼基材浸出鉻并促進(jìn)鈦擴(kuò)散到所述不銹鋼基材的表面中，優(yōu)選向該浴加入約40微克至約60微克的電解鈦，從而使所述鹽浴中的電解鈦濃度達(dá)到約0.005%到約0.010%。電解鈦的該量優(yōu)選用于替代從所述400系列不銹鋼基材浸出的鉻并且增強(qiáng)所處理的基材的耐腐蝕性。將鹽浴的溫度加熱到430°C以上，優(yōu)選約430°C至約530°C。選擇所述鹽浴的溫度從而使其維持所述基材原來的回火條件(如回火溫度或芯部硬度)。所述電解鈦促進(jìn)所述鈦和氮化物從所述鹽浴擴(kuò)散到所述基材中，但其反應(yīng)速率低于實施例1中的反應(yīng)速率。因此，與300系列不銹鋼相比，400系列不銹鋼通常需要延長處理時間。
[0024]將所述不銹鋼基材浸泡在所述鹽浴中相當(dāng)短的時間，約10分鐘至約90分鐘。為避免所述基材的任何變形或彎曲，優(yōu)選將所述不銹鋼基材浸泡在鹽浴中，在約430°C至約500°C加熱僅約10至約30分鐘。隨著所述不銹鋼基材的活化能降低和從其中浸出鉻，鹽浴中的鈦擴(kuò)散到所述基材的表面中。所述鈦基本替代從所述基材浸出的所述鉻。使用該改進(jìn)方法，顯示出鈦擴(kuò)散到所述400系列不銹鋼基材的表面至少15微米。
[0025]如上所述，鈦相對于鉻具有改進(jìn)的性質(zhì)。因此，所述不銹鋼基材的新表面由于新擴(kuò)散的鈦而獲得了這些特性。具體地，所述不銹鋼基材的表面更硬，而又未損害其表面處理前的耐腐蝕性。例如，表面硬度為約900至IlOOHVicicigt5通過從所述表面浸出擴(kuò)散抑制物質(zhì)(如鉻)并基本用性質(zhì)改進(jìn)的底物(如鈦)替代它們，此方法可用于廣闊范圍的材料。
[0026]在實施例2的鈦擴(kuò)散過程中，在所述不銹鋼基材的表面可能形成氧化物層。因此，優(yōu)選拋光(或輕擦)所得不銹鋼產(chǎn)物的表面，以獲得所需的光亮度。還優(yōu)選獲得所需的光亮度而不會刮掉或去除擴(kuò)散到不銹鋼產(chǎn)物表面中的鈦層。通常，所得的不銹鋼產(chǎn)物可用鉻氧化物拋光化合物輕擦或拋光。為了使所述表面光亮而不會刮掉或去除擴(kuò)散的鈦層，所述鉻氧化物拋光化合物有不足2微米的粒度，并優(yōu)選有約0.5至約I微米的粒度。具體地，所述拋光化合物可與軟質(zhì)拋光輪，如100%棉雙面厚法蘭絨型拋光輪或通常用于精細(xì)拋光的類似類型的拋光輪，一起使用。所述拋光輪常以約3000rpm至約5000rpm,優(yōu)選約3500rpm至約4500rpm的速度使用。這樣，由于所述鈦擴(kuò)散方法，所述已拋光的不銹鋼產(chǎn)品具有硬度及耐腐蝕性增強(qiáng)的光亮表面。
[0027]實施例3
[0028]在另一個具體例子中，可用另一種方法處理300系列不銹鋼基材。通常，鉻為不銹鋼提供了其固有的耐腐蝕特性。然而，優(yōu)選用鈦替代所述基材的表面中的一些鉻，這是因為鈦通常提供作為具有很高的抗拉強(qiáng)度(或韌性)和優(yōu)異的耐腐蝕性的、慣常為惰性的、輕重量的材料的改進(jìn)特性。同時，鉻通常抑制鈦擴(kuò)散到所述基材中。因此，優(yōu)選使用促進(jìn)從所述基材的表面浸出鉻的方法將鈦擴(kuò)散到所述不銹鋼基材中，從而使鉻可以被擴(kuò)散的鈦替代。
[0029]在一個例子中，可對用于消費電子產(chǎn)品的300系列不銹鋼箱體進(jìn)行表面處理，以提高其硬度、抗拉強(qiáng)度和耐腐蝕性。提供加熱的鹽浴。碳酸鈉和選自由氰酸鈉和氰酸鉀組成的組的鹽，以約80至約85w/w%的量,在所述鹽浴中與約15至約20w/w%的NaC02、NaC03或氯化鈉共存。
[0030]向該浴加入的是電解鈦。為了最佳地降低所述不銹鋼基材的活化能，促進(jìn)從所述不銹鋼基材浸出鉻并促進(jìn)鈦擴(kuò)散到所述不銹鋼基材的表面中，優(yōu)選向該浴加入約40微克至約60微克的電解鈦，從而使所述鹽浴中的電解鈦濃度達(dá)到約0.005%到約0.010%。電解鈦的該量優(yōu)選用于替代從所述不銹鋼基材浸出的鉻并且增強(qiáng)所處理的基材的耐腐蝕性。將鹽浴的溫度加熱到680°C以上。所述電解鈦催化所述鈦和氮化物從所述鹽浴擴(kuò)散到所述基材中。
[0031]將所述不銹鋼基材浸泡在所述鹽浴中相當(dāng)短的時間，約10分鐘至約30分鐘。為避免所述基材的任何變形或彎曲，優(yōu)選將所述不銹鋼基材浸泡在鹽浴中，在約680°C至約700°C加熱僅約10至約17分鐘。隨著所述不銹鋼基材的活化能降低，鹽浴中的鈦快速并容易地擴(kuò)散到所述基材的表面中。同時，鉻從所述基材浸出。與其他實施例相比，在本實施例3中較高的鹽浴溫度加快了反應(yīng)速度，相應(yīng)加快了所述鈦擴(kuò)散到所述基材中的速度。然而，在該較高的鹽浴溫度，鉻從所述基材浸出得較慢。所以，較多鉻保留在所述基材中，而又?jǐn)U散了較多的鈦，導(dǎo)致所得的已擴(kuò)散基材比其他實施例中的更密。使用該改進(jìn)方法，顯示出鈦擴(kuò)散到所述300系列不銹鋼基材的表面至少30至35微米。
[0032]因此，所述不銹鋼基材的新表面獲得了新擴(kuò)散的鈦以及所保留的鉻的特性。具體地，與其他實施例相比，所述不銹鋼基材的表面更硬，而又未損害其表面處理前的耐腐蝕性。例如，表面硬度為約1400至1550HV1QQg。
[0033]在實施例3的鈦擴(kuò)散過程中，在所述不銹鋼基材的表面可能形成氧化物層。因此，優(yōu)選拋光(或輕擦)所得不銹鋼產(chǎn)物的表面，以獲得所需的光亮度。還優(yōu)選獲得所需的光亮度而不會刮掉或去除擴(kuò)散到不銹鋼產(chǎn)物表面中的鈦層。通常，所得的不銹鋼產(chǎn)物可用鉻氧化物拋光化合物輕擦或拋光。為了使所述表面光亮而不會刮掉或去除鈦的擴(kuò)散層，所述鉻氧化物拋光化合物有不足2微米的粒度，并優(yōu)選有約0.5至約I微米的粒度。具體地，所述拋光化合物可與軟質(zhì)拋光輪，如100%棉雙面厚法蘭絨型拋光輪或通常用于精細(xì)拋光的類似類型的拋光輪，一起使用。所述拋光輪常以約3000rpm至約5000rpm,優(yōu)選約3500rpm至約4500rpm的速度使用。因此，由于所述鈦擴(kuò)散方法，所述已拋光的不銹鋼產(chǎn)品具有硬度及耐腐蝕性增強(qiáng)的光亮表面。
[0034]盡管已經(jīng)關(guān)于特定的示例性方面描述了本發(fā)明，但是應(yīng)當(dāng)理解，本說明書不應(yīng)被解釋為限制性的。相反，在不偏離本發(fā)明的真實精神、核心特征和范圍的情況下，可以對所述示例性實施方式進(jìn)行各種改變和變更，包括在此個別公開或要求保護(hù)的特征的組合。此夕卜，應(yīng)當(dāng)理解，這些改變和變更將被本領(lǐng)域的技術(shù)人員視為所附權(quán)利要求的一個或多個要素的等同物，并且應(yīng)被這些權(quán)利要求覆蓋到法律允許的最寬范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種將底物和氮化物擴(kuò)散到基材中的方法，包括: 提供基材，所述基材具有至少一種抑制所述底物擴(kuò)散到所述基材中的物質(zhì)， 提供包括碳酸鈉和選自由氰酸鈉和氰酸鉀組成的組的鹽的鹽??； 將選定量的底物和選定量的催化劑分散在所述鹽浴中，其中所述選定量的催化劑足以降低所述基材的活化能并促進(jìn)浸出會抑制所述底物擴(kuò)散到所述基材中的所述物質(zhì)； 將所述鹽浴加熱至足以降低所述基材的活化能并促進(jìn)浸出會抑制所述底物擴(kuò)散到所述基材中的所述物質(zhì)的溫度；以及 將所述基材浸泡在所述鹽浴中一段時間，該時間足以使所述底物擴(kuò)散到所述基材中，以基本用所述底物替代所浸出的物質(zhì)，同時避免所述基材變形或彎曲。
2.一種將鈦和氮化物擴(kuò)散到基材中的方法，包括: 提供基材，所述基材具有至少一種抑制鈦擴(kuò)散到所述基材中的物質(zhì)， 提供包括碳酸鈉和選自由氰酸鈉和氰酸鉀組成的組的鹽的鹽??； 將選定量的由鈦化合物電解形成的鈦分散在所述鹽浴中，其中所述選定量的電解鈦足以降低所述基材的活化能并促進(jìn)浸出會抑制所述鈦擴(kuò)散到所述基材中的所述物質(zhì)； 將所述鹽浴加熱至足以降低所述基材的活化能并促進(jìn)浸出會抑制所述鈦擴(kuò)散到所述基材中的所述物質(zhì)的溫度；以及 將所述基材浸泡在所述鹽浴中一段時間，該時間足以使所述鈦擴(kuò)散到所述基材中，以基本用所述鈦替代所浸出的物質(zhì)，同時避免所述基材變形或彎曲。
3.一種將鈦和氮化物擴(kuò)散到300系列不銹鋼基材中的方法，包括: 提供具有抑制鈦擴(kuò)散到所述基材中的鉻成分的300系列不銹鋼基材， 提供包括碳酸鈉和選自由氰酸鈉和氰酸鉀組成的組的鹽的鹽浴； 將約40微克至約60微克的電解鈦分散在所述鹽浴中，從而使所述鹽浴中的電解鈦濃度達(dá)到約0.005%到約0.010%，其中所述電解鈦的量足以降低所述基材的活化能并促進(jìn)浸出否則會抑制所述鈦擴(kuò)散到所述基材中的所述鉻； 將所述鹽浴加熱至590°C以上的溫度，該溫度足以降低所述基材的活化能并促進(jìn)浸出所述鉻；以及 將所述300系列不銹鋼基材浸泡在所述鹽浴中約10到90分鐘，以使所述鈦擴(kuò)散到所述300系列不銹鋼基材中，以基本用所述鈦替代所浸出的鉻，同時避免所述300系列不銹鋼基材變形或彎曲。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中所述浸泡溫度為約600°C至約620°C。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中所述浸泡時間為約10分鐘至約20分鐘。
6.一種將鈦和氮化物擴(kuò)散到400系列不銹鋼基材中的方法，其包括: 提供具有抑制鈦擴(kuò)散到所述基材中的鉻成分的400系列不銹鋼基材，所述400系列不銹鋼基材還具有選定芯部硬度； 提供包括碳酸鈉和選自由氰酸鈉和氰酸鉀組成的組的鹽的鹽??； 將約40微克至約60微克的電解鈦分散在所述鹽浴中，從而使所述鹽浴中的電解鈦濃度達(dá)到約0.005%到約0.010%，其中所述電解鈦的量足以降低所述基材的活化能并促進(jìn)浸出否則會抑制所述鈦擴(kuò)散到所述基材中的所述鉻； 將所述鹽浴加熱至430°C以上的溫度，該溫度足以降低所述基材的活化能并促進(jìn)浸出所述鉻，并保持所述400系列基材原來的回火條件；以及 將所述400系列不銹鋼基材浸泡在所述鹽浴中約10到90分鐘，以使所述鈦擴(kuò)散到所述400系列不銹鋼基材中，以基本用所述鈦替代所浸出的鉻，同時避免所述400系列不銹鋼基材變形或彎曲。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述浸泡溫度為約430°C至約500°C。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述浸泡時間為約10分鐘至約30分鐘。
9.一種將鈦和氮化物擴(kuò)散到300系列不銹鋼基材中的方法，包括: 提供具有抑制鈦擴(kuò)散到所述基材中的鉻成分的300系列不銹鋼基材，所述300系列不銹鋼基材還具有選定芯部硬度； 提供包括碳酸鈉和選自由氰酸鈉和氰酸鉀組成的組的鹽的鹽??； 將約40微克至約60微克的電解鈦分散在所述鹽浴中，從而使所述鹽浴中的電解鈦濃度達(dá)到約0.005%到約0.010%，其中所述電解鈦的量足以降低所述基材的活化能并促進(jìn)浸出否則會抑制所述鈦擴(kuò)散到所述基材中的所述鉻； 將鹽浴加熱至680°C以上的溫度，該溫度足以降低所述基材的活化能并促進(jìn)浸出所述鉻；以及 將所述300系列不銹鋼基材浸泡在所述鹽浴中約10到30分鐘，以使所述鈦擴(kuò)散到所述300系列不銹鋼基材中，以基本用所述鈦替代所浸出的鉻，同時避免所述300系列不銹鋼基材變形或彎曲。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述浸泡溫度為約680°C至約700°C。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述浸泡時間為約10分鐘至約30分鐘。
12.—種將鈦和氮化物擴(kuò)散到系列不銹鋼基材中并拋光所得的已擴(kuò)散基材的方法，包括: 提供具有抑制鈦擴(kuò)散到所述基材中的鉻成分的不銹鋼基材，所述不銹鋼基材還具有選定芯部硬度； 提供包括碳酸鈉和選自由氰酸鈉和氰酸鉀組成的組的鹽的鹽?。? 將電解鈦分散在所述鹽浴中，足以降低所述基材的活化能并促進(jìn)浸出會抑制所述鈦擴(kuò)散到所述基材中的所述鉻； 將所述鹽浴加熱至足以降低所述基材的活化能并促進(jìn)浸出所述鉻的溫度； 將所述不銹鋼基材浸泡在所述鹽浴中，以使所述鈦擴(kuò)散到所述不銹鋼基材中，以基本用所述鈦替代所浸出的鉻，同時避免所述不銹鋼基材變形或彎曲；和在所述鈦擴(kuò)散之后拋光所述基材。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中用鉻氧化物拋光化合物拋光所述基材。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述鉻氧化物拋光化合物具有不足2微米的粒度。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述鉻氧化物拋光化合物具有約0.5至約I微米的粒度。
16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中用棉雙面厚法蘭絨型拋光輪以約3000rpm至約5000rpm的拋光速度拋光所述基材。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法,其中所述拋光速度為約3500rpm至約4500rpm。
【文檔編號】B32B5/14GK104334340SQ201380022853
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2013年5月6日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月4日
【發(fā)明者】菲洛斯·瓊賀·高, 邦蘇布·塞繆爾·高 申請人:飛樂思表面處理（新加坡）有限公司