用于深層qpq技術(shù)的稀土配方鹽及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明設(shè)及一種用于深層QPQ技術(shù)的稀±配方鹽及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在W水為工作介質(zhì)的液壓傳動(dòng)中，需要液壓元件同時(shí)具備較高的耐磨性和耐蝕 性。目前常用的水壓元件的材料有:耐蝕合金、工程塑料、陶瓷及其涂層材料等，運(yùn)些材料多 存在著價(jià)格昂貴、加工工藝復(fù)雜或者工作條件要求較高的問題，因此需要尋求一種價(jià)格低 廉的材料來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的水壓傳動(dòng)元件材料。目前，表面改性方法較多，如離子氮化、表面噴 涂和QPQ鹽浴復(fù)合處理技術(shù)等，運(yùn)些表面改性方法各有優(yōu)缺點(diǎn)，離子氮化雖然具有較厚的滲 層，但離子滲氮處理成本高，因此價(jià)格比較貴;不同形狀、尺寸和材料的零件混合裝爐進(jìn)行 滲氮處理時(shí)，很難使工件溫度均勻一致;對(duì)形狀不規(guī)則而難W放置的零件、深孔件及某些不 需要滲氮的部位需要設(shè)計(jì)專用夾具和保護(hù)裝置。
[0003] QPQ鹽浴復(fù)合處理技術(shù)是近年來(lái)新發(fā)展起來(lái)的滲氮+氧化處理技術(shù)，實(shí)際上是一種 鹽浴復(fù)合處理技術(shù)，其主體技術(shù)是鹽浴滲氮或鹽浴氮碳共滲，然后再加上一道氧化工序。 QPQ復(fù)合處理技術(shù)是由鹽浴滲氮技術(shù)演變而來(lái)。QPQ鹽浴復(fù)合處理技術(shù)是一種可W同時(shí)大幅 度提高金屬表面的耐磨性、耐蝕性，而工件幾乎不變形的新的金屬表面強(qiáng)化改性技術(shù)。QPQ 鹽浴復(fù)合處理技術(shù)則具有變形小、處理時(shí)間短，節(jié)能效果顯著的優(yōu)點(diǎn)。但傳統(tǒng)的QPQ處理技 術(shù)具有滲層較薄，不能滿足即承受摩擦磨損又需要具有良好耐蝕性的工件的需求。
[0004] 因此鹽浴滲氮已被廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐中。但是目前應(yīng)用于不誘鋼的鹽浴滲氮處 理技術(shù)存在W下缺點(diǎn):滲氮基鹽適用溫度較高，一般在520-600°C之間，不適合低溫處理;氮 化物層深度不夠厚的不足，導(dǎo)致多數(shù)應(yīng)用領(lǐng)域受限制較大，本發(fā)明可提供一種擴(kuò)大目前所 知氮化鹽的使用烙點(diǎn)溫度范圍，可W對(duì)中、低碳鋼進(jìn)行化合物層深度為70皿W上的深層QPQ 技術(shù)處理的用于液體氮化的稀±配方氮化鹽。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題之一是提供一種用 于深層QPQ技術(shù)的稀±配方鹽。
[0006] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題之二是提供上述用于深層QPQ技術(shù)的稀±配方鹽的制 備方法。
[0007] 本發(fā)明目的是通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
[000引一種用于深層QPQ技術(shù)的稀±配方鹽，由下述重量份的原料組成：
[0009] 35-45 份 C0(NH2)2、15-25 份化 2C03、15-25 份 K2C03、3-7 份化 CK3-7 份 KCK1-5 份 Na2S〇3、1-5 份La2 (C〇3) 3、1-5 份仿2 (C〇3) 3。
[0010] 在使用過(guò)程中本發(fā)明的反應(yīng)原理是：
[00川基鹽，再生鹽烙化時(shí)的反應(yīng):2C0(畑2)2+C032-一 2CN0-+2畑3?+也0T+CO^
[0012]鹽浴中氯酸根分解，反應(yīng)產(chǎn)生得到活性氮原子，進(jìn)而滲入工件表面形成化合物層 和擴(kuò)散層。
[0013] 氯酸根分解提供活性氮原子:4CN〇-一 C032-+2CN-+C0+2「N」
[0014] 氮化過(guò)程中的氮化反應(yīng):3化+「N」一化3N; 4Fe+「N」一化4N
[0015] 氯酸根分解產(chǎn)生的C0,進(jìn)而分解出C原子滲入工件形成碳化物。
[0016] 活性碳原子的生成反應(yīng):2C0一「C」+C02T;3化+C一化3C
[0017] 鹽浴中用氧化劑使氯根氧化成氯酸根。
[001引氯根被氧化性成分氧化消耗反應(yīng):2CN-+02 一 2CN0-; 4CN0-+302一2C032-+C02T+4「N」 [0019] 其中CO(畑2) 2分別與K2CO3，化2CO3反應(yīng)均生成氯酸根離子CN〇-;化2SO3控制氯根離 子cr的含量;KC1、化C1提供中性鹽浴的基礎(chǔ)環(huán)境瓜C〇3、Na2C〇3W及氯化鹽的配合使用則可 W有效降低氮化鹽的烙點(diǎn)，拓寬氮化鹽的適用溫度范圍；碳酸銅La2(C〇3)3、碳酸姉Ce2(C〇3)3 提高氮化鹽的活性，促進(jìn)滲氮。氯酸根分解產(chǎn)生的C0,進(jìn)而分解出C原子滲入工件形成碳化 物，運(yùn)些碳化物對(duì)氮的滲入有較強(qiáng)的促進(jìn)作用。氯酸根離子分解，反應(yīng)產(chǎn)生的活性氮原子滲 入工件表面，并在表面形成堅(jiān)硬致密的化合物層和擴(kuò)散層，該化合物主要為鐵氮化化合物 化3N和Fe4N，從而提高金屬材料的強(qiáng)度、硬度，耐磨性，耐蝕性，耐疲勞，耐沖擊綜合金屬材 料性能。
[0020] 本發(fā)明還提供了上述用于深層QPQ技術(shù)的稀±配方鹽的制備方法：將C0(N出）2、 船2〇)3、1(2〇)3、船(：1、1((：1、化2503、1^日2(〇)3)3、〔62(〇)3)3混合均勻，放入相蝸中在350-450°(3，保 溫4.5-5.化，即得用于深層QPQ技術(shù)的稀±配方鹽。
[0021] 具體的，在本發(fā)明中：
[0022] C0(畑2)2,中文名稱:碳酷二胺，CAS號(hào)：57-13-6。
[0023] Na2C〇3，中文名稱:碳酸鋼，CAS號(hào):497-19-8。
[0024] K2CO3，中文名稱:碳酸鐘，CAS號(hào):584-08-7。
[0025] NaCl，中文名稱:氯化鋼，CAS號(hào):7647-14-5。
[0026] KC1，中文名稱:氯化鐘，CAS號(hào):7447-40-7。
[0027] Na2S〇3，亞硫酸鋼，CAS 號(hào)：7757-83-7。
[002引 La2 (C03) 3，中文名稱:碳酸銅，CAS號(hào):6487-39-4。
[0029] Ce2(C〇3)3，中文名稱:碳酸姉，CAS號(hào)：54451-25-1
[0030] 本發(fā)明氮化鹽中加入碳酸銅和碳酸姉，并合理選擇其他組分，在工作狀態(tài)下，氯酸 根離子分解而產(chǎn)生的活性氮原子滲入鐵基材料表面，在材料表面形成堅(jiān)硬致密的鐵氮化合 物，從而提高材料的耐磨性和抗蝕性;該鹽烙點(diǎn)低并且能在較低溫度狀態(tài)下能保持一定的 氮?jiǎng)?，在較高的溫度下穩(wěn)定，具有腳寬的烙點(diǎn)溫度范圍，氮化處理可W得到深層化合物層。
【具體實(shí)施方式】
[0031] 下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說(shuō)明，W下所述，僅是對(duì)本發(fā)明的較佳實(shí)施 例而已，并非對(duì)本發(fā)明做其他形式的限制，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員可能利用上述掲示 的技術(shù)內(nèi)容加 W變更為同等變化的等效實(shí)施例。凡是未脫離本發(fā)明方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明 的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)W下實(shí)施例所做的任何簡(jiǎn)單修改或等同變化，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
[0032] 實(shí)施例1
[0033] 用于深層QPQ技術(shù)的稀±配方鹽原料：4kgCO(NH2)2、2kgNa2C〇3、2kgK2C〇3、 ο. 5kgNaCl、0.5kg;KCl、0.3kgNa2S〇3、0.3kg 份 La2(C〇3)3、0.3kgCe2(C〇3)3。
[0034] 用于深層QPQ技術(shù)的稀±配方鹽的制備方法:按上述原料配比將C0(N此)2、化2CO3、 K2CO3、化CKKC1、化2S〇3、La2(C〇3)3、Ce2(C〇3)3混合均勻，放入相蝸中在400°C，保溫加，即得 用于深層QPQ技術(shù)的稀±配方鹽。
[0035] 實(shí)施例2
[0036] 用于深層QPQ技術(shù)的稀±配方鹽原料：4kgCO(NH2)2、2kgNa2C〇3、2kgK2C〇3、 0.5kgNaCl、0.51^KC1、0.3kgNa2S〇3、0.6kg 份 La2 (CO3) 3。
[0037] 用于深層QPQ技術(shù)的稀±配方鹽的制備方法:按上述原料配比將C0(N此)2、化2C〇3、 K2CO3、化CUKC1、化2S化、La2(C〇3)3混合均勻，放入相蝸中在400°C，保溫化，即得實(shí)施例2的 用于深層QPQ技術(shù)的稀±配方鹽。
[003引實(shí)施例3
[0039] 用于深層QPQ技術(shù)的稀±配方鹽原料：4kgCO(NH2)2、2kgNa2C〇3、2kgK2C〇3、 0.5kgNaCl、0.51^KC1、0.3kgNa2S〇3、0.6kgCe2 (CO3) 3。
[0040] 用于深層QPQ技術(shù)的稀±配方鹽的制備方法:按上述原料配比將C0(N此)2、化2C〇3、 K2CO3、化CUKC1、化2S化、Ce2(C〇3)3混合均勻，放入相蝸中在400°C，保溫化，即得實(shí)施例3的 用于深層QPQ技術(shù)的稀±配方鹽。
[OOW 對(duì)比例1
[0042] 用于深層QPQ技術(shù)的稀±配方鹽原料：4kgCO(NH2)2、2kgNa2C〇3、2kgK2C〇3、 0.5kgNaCl、0.51^KC1、0.3kgNa2S〇3。
[0043] 用于深層QPQ技術(shù)的稀±配方鹽的制備方法:按上述原料配比將CO(N此)2、化2C〇3、 Κ2〇)3、NaCl、KC1、化2S化混合均勻，放入相蝸中在400°C，保溫化，即得對(duì)比例1的用于深層 QPQ技術(shù)的稀上配方鹽。
[0044] 測(cè)試?yán)?
[0045] 使用實(shí)施例1-3和對(duì)比例1制得的用于深層QPQ技術(shù)的稀±配方鹽對(duì)15#鋼進(jìn)行氮 化處理，4組測(cè)試同一步驟中加入實(shí)施例1-3和對(duì)比例1制得的用于深層QPQ技術(shù)的稀±配方 鹽的重量均相同，先將經(jīng)過(guò)清洗、除誘的相蝸吊入電爐中，然后將控溫電偶緊靠相蝸壁插入 相蝸內(nèi)，控溫儀表定在700°C，然后開始升溫化鹽。再將基鹽加入相蝸中，加到相蝸深度的3/ 4。然后蓋上爐蓋，開動(dòng)通風(fēng)系統(tǒng)，待相蝸下部的鹽開始烙化并下沉W后，繼續(xù)加入適量基 鹽，使基鹽浴面始終保持在大體相同的高度，直到最后全部烙化成液體，鹽浴面上升到距離 相蝸上部邊緣150mm時(shí)，停止加鹽。當(dāng)氯酸根低于要求值32%時(shí)，應(yīng)向氮化鹽浴中加入調(diào)整 鹽4kg，W提高氯酸根含量到35%?；}全部烙化后，在650°C空氣爐運(yùn)行2.化。具體結(jié)果見 表2。
[0046] 表2:化合物層厚度表，單位:μπι
[0047]
[004引比較實(shí)施例1-3與對(duì)比例1，實(shí)施例1-3添加了能提高鹽活性的基礎(chǔ)成份碳酸銅和/ 或碳酸姉，進(jìn)行氮化處理后化合物層厚度明顯高于對(duì)比例1;特別的，比較實(shí)施例1與實(shí)施例 2-3,實(shí)施例1(采用碳酸銅和碳酸姉復(fù)配），進(jìn)行氮化處理后化合物層厚度高于實(shí)施例2-3 (采用碳酸銅、碳酸姉中單一組分）。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種用于深層QPQ技術(shù)的稀土配方鹽，其特征在于，由下述重量份的原料組成:35-45 份⑶（NH2) 2、15-25 份 Na2C03、15-25 份 K2 ⑶3、3-7 份 NaCl、3-7 份 KC1、1-5 份 Na2S03、1-5 份La2 (C〇3)3、l-5 份 Ce2(C03)3〇2. 如權(quán)利要求1所述的用于深層QPQ技術(shù)的稀土配方鹽制備方法，其特征在于，將CO (順2)2、他2〇)3、1(2〇)3、似(：1、1((：1、恥2303、1^2(〇)3)3、〇62(〇)3)3混合均勻，放入坩堝中在350-450°C，保溫4.5-5.5h，即得用于深層QPQ技術(shù)的稀土配方鹽。
【專利摘要】一種用于深層QPQ技術(shù)的稀土配方鹽及其制備方法，所述用于深層QPQ技術(shù)的稀土配方鹽由下述重量份的原料組成：35-45份CO(NH2)2、15-25份Na2CO3、15-25份K2CO3、3-7份NaCl、3-7份KCl、1-5份Na2SO3、1-5份La2(CO3)3、1-5份Ce2(CO3)3。本發(fā)明氮化鹽中加入碳酸鑭和碳酸鈰，并合理選擇其他組分，在工作狀態(tài)下，氰酸根離子分解而產(chǎn)生的活性氮原子滲入鐵基材料表面，在材料表面形成堅(jiān)硬致密的鐵氮化合物，從而提高材料的耐磨性和抗蝕性；該鹽熔點(diǎn)低并且能在較低溫度狀態(tài)下能保持一定的氮?jiǎng)荩谳^高的溫度下穩(wěn)定，具有腳寬的熔點(diǎn)溫度范圍，氮化處理可以得到深層化合物層。
【IPC分類】C23C8/50
【公開號(hào)】CN105543773
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510897073
【發(fā)明人】黃美蓉
【申請(qǐng)人】上海巴方精細(xì)化工有限公司
【公開日】2016年5月4日
【申請(qǐng)日】2015年12月7日