鋼制零件的表面抗氧化處理的方法和設(shè)備的制造方法
【專利說明】鋼制零件的表面抗氧化處理的方法和設(shè)備
[0001]本發(fā)明涉及一種鋼制零件的表面抗氧化處理的方法和設(shè)備。
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中有不同對(duì)鋼制零件表面的抗氧化處理的方法，在處理結(jié)束時(shí)，根據(jù)他們運(yùn)行的工作環(huán)境，放在能夠有效抗磨損腐蝕的環(huán)境下。
[0003]特別的，作為使用在機(jī)動(dòng)車輛的部件，例如過濾器、氣壓彈簧等，需要進(jìn)行電化學(xué)處理，例如鍍鉻、鍍鎳or部分鍍鋅等。另一種處理方式，現(xiàn)在的熱學(xué)方式，是氮化，然后是在含氰化物、氰酸鹽和碳酸鈉的鹽池中執(zhí)行氧化處理，但是從生態(tài)和工作安全視角來說，是不好的。
[0004]在機(jī)動(dòng)車輛過濾器的零件和部件領(lǐng)域，為了建立一個(gè)外部包層，以保護(hù)和容納該過濾器，抗腐蝕很重要，現(xiàn)有技術(shù)是通過在該薄層涂上一層合適的抗腐蝕的油漆來獲得這個(gè)特征:當(dāng)然由于使用了有毒的材料，這種處理方式有嚴(yán)重的生態(tài)問題。
[0005]本發(fā)明的目的是解決上述現(xiàn)有技術(shù)的問題，提供一種環(huán)保的鋼制零件的表面抗氧化處理的新的處理方式，其不會(huì)出現(xiàn)上述的污染和工作安全問題，并能夠達(dá)到與現(xiàn)有技術(shù)一樣的抗磨損腐蝕的效果；這種處理方式還能夠延長抗磨損腐蝕的時(shí)間，在例如過濾器的部件上，因?yàn)樗恍枰魏斡推嵬扛?，這種性能將嵌入到處理后的材料的結(jié)構(gòu)本身上。
[0006]本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供具有更好的抗鹽霧效果的處理方式，并具有比現(xiàn)有處理方式更好的氧化效果。這種處理方式的一個(gè)更進(jìn)一步的好處在于，比現(xiàn)有的任何一種都更安全，因?yàn)槭峭ㄟ^含氮的預(yù)熱步驟，而不是如現(xiàn)有處理方式所采用的使用空氣的預(yù)熱步驟。
[0007]本發(fā)明的再一個(gè)目的在于提供一種執(zhí)行上述處理方式的設(shè)備，從結(jié)構(gòu)視角來說，比現(xiàn)有的設(shè)備更簡(jiǎn)化，在最普通的實(shí)施例上，原來需要的蒸汽發(fā)生器也不需要了。這種設(shè)備同樣能夠達(dá)到大批量生產(chǎn)的生產(chǎn)部件所需要的高生產(chǎn)量，例如基本上機(jī)動(dòng)車輛的生產(chǎn)，石油平臺(tái)或機(jī)械部件的生產(chǎn)。
[0008]本發(fā)明的上述目的和優(yōu)點(diǎn)，將在下文中詳述，其是通過獨(dú)立權(quán)利要求所描述的處理方法和設(shè)備達(dá)到。本發(fā)明的較佳實(shí)施例和詳細(xì)的變化特征，是從屬權(quán)利要求的主旨。
[0009]可知所有的權(quán)利要求都是本發(fā)明描述的一個(gè)完整的組成部分。
[0010]本發(fā)明將通過一些較佳實(shí)施例和附圖來更詳細(xì)的描述，提供的是非限制的例子:
[0011]圖1是本發(fā)明的一實(shí)施例的設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖2是圖1所示設(shè)備所使用的均熱爐的側(cè)面剖視圖。
[0013]附圖描繪了本發(fā)明的一較佳實(shí)施例的處理方法和設(shè)備。很明顯的是，其他的變化和修改(例如關(guān)于形狀、大小、分布和具有等同功能的部件)都落入本發(fā)明所描述的權(quán)利要求所保護(hù)的范圍內(nèi)。
[0014]本發(fā)明的處理方法是用在鋼制零件的表面抗氧化處理上，包含如下步驟:
[0015]-對(duì)要進(jìn)行處理的一裝載的鋼制零件進(jìn)行清洗或脫油處理；
[0016]-清洗后，在氣相下對(duì)該鋼制零件進(jìn)行氮化處理，所述氮化步驟包括如下子步驟:
[0017]?含氮預(yù)熱到350 °C;
[0018].在含0)2環(huán)境下從350°C加熱到450°C ；
[0019].在含隊(duì)環(huán)境下從350°C加熱到520_600°C，加熱半個(gè)小時(shí)；
[0020].在含順3、0)2和N 2的混合氣體環(huán)境下，同樣維持在520-600°C，加熱2至10個(gè)小時(shí)；
[0021]-對(duì)氮化的環(huán)境進(jìn)行含氮清洗；以及
[0022]-蒸汽氧化，在490°C和540°C的溫度之間，引入過熱蒸汽，并持續(xù)一段時(shí)間，以達(dá)到一個(gè)完全的氧鐵交換。
[0023]較佳的，但并不局限于此，所述鋼制零件是機(jī)動(dòng)車輛用的部件，或者是石油平臺(tái)，或者更多的是用在機(jī)械上。顯然，本發(fā)明的處理方法也可以應(yīng)用在很多其他的需要氮化和氧化處理的部件上。
[0024]特別的，在維持520-600 V的子步驟中，所述混合氣體包含70 %體積的NH3，10 %到15%體積的N2，以及分別的20%到15%體積的CO2。
[0025]特別的，在維持520-600 V的子步驟中，所述混合氣體包含70 %體積的NH3，10 %體積的N2，以及20%體積的CO2。
[0026]本發(fā)明還提供了用以執(zhí)行上述的鋼制零件的表面抗氧化處理的設(shè)備。該設(shè)備包括:
[0027]-清洗機(jī)5;
[0028]-均熱爐7；
[0029]-氧化設(shè)備9；以及
[0030]-裝有要處理的零件的裝載3的搬運(yùn)設(shè)備2(使用卷揚(yáng)結(jié)構(gòu))；
[0031 ] 其中，通過所述搬運(yùn)設(shè)備2，所述裝載3首先插入到所述清洗機(jī)5內(nèi)，用以清洗和脫油(清除前一工作的雜質(zhì)，例如油)，然后插入到所述均熱爐7內(nèi)以氮化和含氮清洗所述均熱爐7。
[0032]所述氧化設(shè)備9連接到所述均熱爐7，在一個(gè)獨(dú)立的設(shè)備內(nèi)，以在含氮清洗所述均熱爐7后執(zhí)行蒸汽氧化的步驟。
[0033]在氮化程序結(jié)束時(shí)，裝載3從均熱爐7上抽出，通過搬運(yùn)設(shè)備2送到下一工作中。
[0034]圖2描述了一種典型的用在圖1中的設(shè)備的均熱爐7。參照?qǐng)D2，均熱爐7包括一個(gè)外部結(jié)構(gòu)11用以支撐和導(dǎo)熱，陶瓷纖維組成，在其內(nèi)部的側(cè)壁和底壁包含有若干個(gè)電阻13用來加熱內(nèi)環(huán)境。裝載3從中間通過上開口軸向插入到均熱爐7上；裝載3吊在一個(gè)支撐結(jié)構(gòu)15上，并有一個(gè)蓋子17用以協(xié)助不同的搬運(yùn)操作。轉(zhuǎn)載3插入后，均熱爐7用一個(gè)塞子19關(guān)上，以支撐一個(gè)電動(dòng)風(fēng)扇21，電動(dòng)風(fēng)扇21的葉片23工作以吹動(dòng)均熱爐內(nèi)部的混合氣體，并用以保持其溫度均勻。均熱爐7更進(jìn)一步在其上部具有一個(gè)排氣裝置25，其是一個(gè)桶狀結(jié)構(gòu)，不同處理過程的反應(yīng)氣體從這里排除:排氣裝置25產(chǎn)生的火焰燃燒這些氣體。排氣裝置25的功能還包括發(fā)出氧化步驟(根據(jù)要處理的部件的數(shù)量和大小不同而有不同的工作次數(shù))結(jié)束的時(shí)間信號(hào)，因?yàn)樵谶@個(gè)時(shí)間上，內(nèi)部的小火焰熄滅。
[0035]由于本發(fā)明的一些可能的非限制的變化，氧化設(shè)備9可以包括一個(gè)間歇性類型的泵，用以輸送蒸餾水到所述裝載3上以氧化用。也可以包括一個(gè)蒸汽發(fā)生器，用以蒸汽氧化所述裝載3，更進(jìn)一步可以是能夠使用已經(jīng)存在于所述氮化設(shè)備中的CO2進(jìn)行氧化所述裝載3的氧化設(shè)備。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種鋼制零件的表面抗氧化處理過程，包括以下步驟： -對(duì)要進(jìn)行處理的一裝載的鋼制零件進(jìn)行清洗或脫油處理； -清洗后，在氣相下對(duì)該鋼制零件進(jìn)行氮化處理，所述氮化步驟包括如下子步驟： ?含氮預(yù)熱到350 0C ； ?在含0)2環(huán)境下從350°C加熱到450°C ； ?在含隊(duì)環(huán)境下從350°C加熱到520-600°C，加熱半個(gè)小時(shí)； ?在含NH3、0)2和N 2的混合氣體環(huán)境下，同樣維持在520-600°C，加熱2至10個(gè)小時(shí)； -對(duì)氮化的環(huán)境進(jìn)行含氮清洗；以及 -蒸汽氧化，在490°C和540°C的溫度之間，引入過熱蒸汽，并持續(xù)一段時(shí)間，以達(dá)到一個(gè)完全的氧鐵交換。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種鋼制零件的表面抗氧化處理過程，其特征在于：所述鋼制零件為機(jī)動(dòng)車輛使用的部件。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種鋼制零件的表面抗氧化處理，其特征在于：所述鋼制零件為石油平臺(tái)的部件。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種鋼制零件的表面抗氧化處理，其特征在于：所述鋼制零件為機(jī)械使用的部件。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種鋼制零件的表面抗氧化處理，其特征在于：在維持520-600°C的子步驟中，所述混合氣體包含70%體積的NH3,10%到15%體積的N2,以及分別的20%到15%體積的CO2。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種鋼制零件的表面抗氧化處理，其特征在于：在維持520-600 0C的子步驟中，所述混合氣體包含70 %體積的NH3，10 %體積的N2，以及20 %體積的CO2O
7.上述任一權(quán)利要求所述的鋼制零件的表面抗氧化處理所使用的設(shè)備，包括： -清洗機(jī)（5)； -均熱爐（7)； -氧化設(shè)備（9);以及 -裝有要處理的零件的裝載⑶的搬運(yùn)設(shè)備⑵； 其特征在于：通過所述搬運(yùn)設(shè)備（2)，所述裝載（3)首先插入到所述清洗機(jī)（5)內(nèi)，用以清洗和脫油，然后插入到所述均熱爐（7)內(nèi)以氮化和含氮清洗所述均熱爐（7)，所述氧化設(shè)備（9)連接到所述均熱爐（7)，在一個(gè)獨(dú)立的設(shè)備內(nèi)，以在含氮清洗所述均熱爐（7)后執(zhí)行蒸汽氧化的步驟。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其特征在于：所述氧化設(shè)備（9)包括一個(gè)間歇性的泵，用以輸送蒸餾水到所述裝載（3)上以氧化用。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其特征在于：所述氧化設(shè)備（9)包括一個(gè)蒸汽發(fā)生器，用以蒸汽氧化所述裝載（3)。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其特征在于：所述氧化設(shè)備（9)可以使用已經(jīng)存在于所述氮化設(shè)備中的CO2進(jìn)行氧化所述裝載（3)。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鋼制零件的表面抗氧化處理方法和設(shè)備，執(zhí)行如下步驟：對(duì)要進(jìn)行處理的一裝載的鋼制零件進(jìn)行清洗或脫油處理；清洗后，在氣相下對(duì)該鋼制零件進(jìn)行氮化處理，所述氮化步驟包括如下子步驟：含氮預(yù)熱到350℃；在含CO2環(huán)境下從350℃加熱到450℃；在含N2環(huán)境下從350℃加熱到520-600℃，加熱半個(gè)小時(shí)；在含NH3、CO2和N2的混合氣體環(huán)境下，同樣維持在520-600℃，加熱2至10個(gè)小時(shí)；對(duì)氮化的環(huán)境進(jìn)行含氮清洗；以及蒸汽氧化，在490℃和540℃的溫度之間，引入過熱蒸汽，并持續(xù)一段時(shí)間，以達(dá)到一個(gè)完全的氧鐵交換。
【IPC分類】C23C8-02, C23C8-26, C23C8-14, C23C8-80, C23C8-18, C23C8-34
【公開號(hào)】CN104603319
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201280074169
【發(fā)明人】弗爾維奧 法布里佐·卡文娜, 圭多·羅衛(wèi)托
【申請(qǐng)人】弗爾維奧 法布里佐·卡文娜, 圭多·羅衛(wèi)托
【公開日】2015年5月6日
【申請(qǐng)日】2012年6月26日
【公告號(hào)】EP2864520A1, WO2014002120A1