用于深層qpq技術的稀土配方鹽及其制備方法
【技術領域】
[0001 ]本發明設及一種用于深層QPQ技術的稀±配方鹽及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 在W水為工作介質的液壓傳動中，需要液壓元件同時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，運些材料多 存在著價格昂貴、加工工藝復雜或者工作條件要求較高的問題，因此需要尋求一種價格低 廉的材料來代替傳統的水壓傳動元件材料。目前，表面改性方法較多，如離子氮化、表面噴 涂和QPQ鹽浴復合處理技術等，運些表面改性方法各有優缺點，離子氮化雖然具有較厚的滲 層，但離子滲氮處理成本高，因此價格比較貴;不同形狀、尺寸和材料的零件混合裝爐進行 滲氮處理時，很難使工件溫度均勻一致;對形狀不規則而難W放置的零件、深孔件及某些不 需要滲氮的部位需要設計專用夾具和保護裝置。
[0003] QPQ鹽浴復合處理技術是近年來新發展起來的滲氮+氧化處理技術，實際上是一種 鹽浴復合處理技術，其主體技術是鹽浴滲氮或鹽浴氮碳共滲，然后再加上一道氧化工序。 QPQ復合處理技術是由鹽浴滲氮技術演變而來。QPQ鹽浴復合處理技術是一種可W同時大幅 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化改性技術。QPQ 鹽浴復合處理技術則具有變形小、處理時間短，節能效果顯著的優點。但傳統的QPQ處理技 術具有滲層較薄，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用于生產實踐中。但是目前應用于不誘鋼的鹽浴滲氮處 理技術存在W下缺點: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，導致多數應用領域受限制較大，本發明可提供一種擴大目前所 知氮化鹽的使用烙點溫度范圍，可W對中、低碳鋼進行化合物層深度為70皿W上的深層QPQ 技術處理的用于液體氮化的稀±配方氮化鹽。

【發明內容】

[0005] 針對現有技術中存在的上述不足，本發明所要解決的技術問題之一是提供一種用 于深層QPQ技術的稀±配方鹽。
[0006] 本發明所要解決的技術問題之二是提供上述用于深層QPQ技術的稀±配方鹽的制 備方法。
[0007] 本發明目的是通過如下技術方案實現的：
[000引一種用于深層QPQ技術的稀±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] 在使用過程中本發明的反應原理是：
[00川基鹽，再生鹽烙化時的反應:2C0(畑2)2+C032-一 2CN0-+2畑3?+也0T+CO^
[0012]鹽浴中氯酸根分解，反應產生得到活性氮原子，進而滲入工件表面形成化合物層 和擴散層。
[0013] 氯酸根分解提供活性氮原子:4CN〇-一 C032-+2CN-+C0+2「N」
[0014] 氮化過程中的氮化反應:3化+「N」一化3N; 4Fe+「N」一化4N
[0015] 氯酸根分解產生的C0,進而分解出C原子滲入工件形成碳化物。
[0016] 活性碳原子的生成反應: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: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環境瓜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，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，促進滲氮。氯酸根分解產生的C0,進而分解出C原子滲入工件形成碳化 物，運些碳化物對氮的滲入有較強的促進作用。氯酸根離子分解，反應產生的活性氮原子滲 入工件表面，并在表面形成堅硬致密的化合物層和擴散層，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] 本發明還提供了上述用于深層QPQ技術的稀±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技術的稀±配方鹽。
[0021] 具體的，在本發明中：
[0022] C0(畑2)2,中文名稱:碳酷二胺，CAS號：57-13-6。
[0023] Na2C〇3，中文名稱:碳酸鋼，CAS號:497-19-8。
[0024] K2CO3，中文名稱:碳酸鐘，CAS號:584-08-7。
[0025] NaCl，中文名稱:氯化鋼，CAS號:7647-14-5。
[0026] KC1，中文名稱:氯化鐘，CAS號:7447-40-7。
[0027] Na2S〇3，亞硫酸鋼，CAS 號：7757-83-7。
[002引 La2 (C03) 3，中文名稱:碳酸銅，CAS號:6487-39-4。
[0029] Ce2(C〇3)3，中文名稱:碳酸姉，CAS號：54451-25-1
[0030] 本發明氮化鹽中加入碳酸銅和碳酸姉，并合理選擇其他組分，在工作狀態下，氯酸 根離子分解而產生的活性氮原子滲入鐵基材料表面，在材料表面形成堅硬致密的鐵氮化合 物，從而提高材料的耐磨性和抗蝕性;該鹽烙點低并且能在較低溫度狀態下能保持一定的 氮勢，在較高的溫度下穩定，具有腳寬的烙點溫度范圍，氮化處理可W得到深層化合物層。
【具體實施方式】
[0031] 下面結合實施例對本發明做進一步的說明，W下所述，僅是對本發明的較佳實施 例而已，并非對本發明做其他形式的限制，任何熟悉本專業的技術人員可能利用上述掲示 的技術內容加 W變更為同等變化的等效實施例。凡是未脫離本發明方案內容，依據本發明 的技術實質對W下實施例所做的任何簡單修改或等同變化，均落在本發明的保護范圍內。
[0032] 實施例1
[0033] 用于深層QPQ技術的稀±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技術的稀±配方鹽。
[0035] 實施例2
[0036] 用于深層QPQ技術的稀±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，即得實施例2的 用于深層QPQ技術的稀±配方鹽。
[003引實施例3
[0039] 用于深層QPQ技術的稀±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，即得實施例3的 用于深層QPQ技術的稀±配方鹽。
[OOW 對比例1
[0042] 用于深層QPQ技術的稀±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，即得對比例1的用于深層 QPQ技術的稀上配方鹽。
[0044] 測試例1
[0045] 使用實施例1-3和對比例1制得的用于深層QPQ技術的稀±配方鹽對15#鋼進行氮 化處理，4組測試同一步驟中加入實施例1-3和對比例1制得的用于深層QPQ技術的稀±配方 鹽的重量均相同，先將經過清洗、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，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，開動通風系統，待相蝸下部的鹽開始烙化并下沉W后，繼續加入適量基 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，停止加鹽。當氯酸根低于要求值32%時，應向氮化鹽浴中加入調整 鹽4kg，W提高氯酸根含量到35%。基鹽全部烙化后，在650°C空氣爐運行2.化。具體結果見 表2。
[0046] 表2:化合物層厚度表，單位:μπι
[0047]
[004引比較實施例1-3與對比例1，實施例1-3添加了能提高鹽活性的基礎成份碳酸銅和/ 或碳酸姉，進行氮化處理后化合物層厚度明顯高于對比例1;特別的，比較實施例1與實施例 2-3,實施例1(采用碳酸銅和碳酸姉復配），進行氮化處理后化合物層厚度高于實施例2-3 (采用碳酸銅、碳酸姉中單一組分）。
【主權項】
1. 一種用于深層QPQ技術的稀土配方鹽，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. 如權利要求1所述的用于深層QPQ技術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技術的稀土配方鹽。
【專利摘要】一種用于深層QPQ技術的稀土配方鹽及其制備方法，所述用于深層QPQ技術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，在工作狀態下，氰酸根離子分解而產生的活性氮原子滲入鐵基材料表面，在材料表面形成堅硬致密的鐵氮化合物，從而提高材料的耐磨性和抗蝕性；該鹽熔點低并且能在較低溫度狀態下能保持一定的氮勢，在較高的溫度下穩定，具有腳寬的熔點溫度范圍，氮化處理可以得到深層化合物層。
【IPC分類】C23C8/50
【公開號】CN105543773
【申請號】CN201510897073
【發明人】黃美蓉
【申請人】上海巴方精細化工有限公司
【公開日】2016年5月4日
【申請日】2015年12月7日