專利名稱：保護(hù)氣氛輔助劑及熱處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種金屬材料熱處理用輔助劑及其熱處理方法。
背景技術(shù)：
金屬材料保護(hù)氣氛熱處理是指在可控氣氛保護(hù)條件下進(jìn)行金屬材料熱處理一種 熱處理工藝方法。其保護(hù)氣氛一般由H2、N2、C0和少量CH4、C02、H20等氣體成分組成。幾 乎所有的碳?xì)浠衔锘蛑缓刑肌?、氧三種元素的化合物，都可以通過裂解、分解或氧化 在高溫狀態(tài)下與水或空氣反應(yīng)生成熱處理保護(hù)氣氛。例如甲醇、乙醇、正丁醇、異丙醇、丙 酮、醋酸乙酯、苯、甲苯、二甲苯、煤油、柴油、丙烷氣、丁烷氣、天然氣、煤氣等都可以作為可 控氣氛熱處理的輔助劑。碳?xì)浠衔镌谧鳛闊崽幚須夥罩圃燧o助劑時的作用基本是一致的，即提供一定量 的碳、氫、氧元素，使之在高溫狀態(tài)下產(chǎn)生出H2、N2、CO和少量CH4、C02、H20等氣體成分，所 以可以根據(jù)可控氣氛對碳、氫、氧三種元素的需要。其中甲醇、水或空氣在熱處理可控氣氛 制造和使用中的作用主要是提供爐壓參數(shù)，調(diào)整可控氣氛碳勢。在傳統(tǒng)的非可控氣氛中一 般可以不使用。在現(xiàn)有的技術(shù)中，熱處理氣氛的制備多是采用將保護(hù)氣氛制造原料或原料與空 氣、水、甲醇等通入熱處理設(shè)備中混合后，利用高溫使其生成熱處理保護(hù)氣氛，在熱處理氣 氛的制備或使用中，普遍存在著碳黑多和化學(xué)熱處理滲碳、碳氮共滲、氮碳共滲滲速慢的問 題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對上述存在的問題，提供一種碳黑少、可控性強(qiáng)，且在保護(hù)氣氛熱處理滲 碳、碳氮共滲、氮碳共滲時起到滲速快、滲層勻、適用范圍廣的可控保護(hù)氣氛熱處理輔助劑。本發(fā)明所采用的輔助劑，其特點(diǎn)主要有含0. 15%鹵族元素的有機(jī)化合物，充分利 用鹵族元素離子以及它們與保護(hù)氣氛中氫結(jié)合產(chǎn)生的鹵化氫的腐蝕作用，可以活化工件表 面、提高化學(xué)熱處理相界面反應(yīng)速度；含0. 00033-0. 28%的金屬元素有機(jī)化合物，應(yīng)用其 高溫下釋放出的新生態(tài)金屬離子有利于提高可控氣氛的活性；含1. 10%氮有機(jī)化合物，利 用其在高溫下釋放出的活性氮原子和氣氛中的碳原子在進(jìn)行化學(xué)熱處理時具有相互促進(jìn) 功能；使用三種輔助劑的同時，在氣氛或其制造原料中，同時加入0. 12%的稀土元素的化 合物，利用其在高溫下釋放出的稀土元素，對其熱處理過程中所起到的催化劑功能。本發(fā)明適用于以任何輔助劑生成的以!12、擬、0)和少量014、0)2、!120等氣體成分 組成的保護(hù)氣氛熱處理。利用本發(fā)明提出的方法，可以提高熱處理保護(hù)氣氛原料的產(chǎn)氣量、 減少碳黑形成、降低在熱處理氣氛中進(jìn)行化學(xué)熱處理時的工藝溫度、提高化學(xué)熱處理滲碳、 碳氮共滲、氮碳共滲等的滲速等問題。本發(fā)明有益效果1.應(yīng)用本發(fā)明使工件表面碳黑少，產(chǎn)氣量大，緩解了保護(hù)氣氛熱處理造氣質(zhì)量不穩(wěn)定的問題，使保護(hù)氣氛熱處理工藝過程的可控制性增強(qiáng)，并可省去熱處理氣氛發(fā)生爐的 設(shè)備投入，節(jié)約氣氛原料，節(jié)約能源；2.在同樣工藝溫度條件下比常規(guī)化學(xué)熱處理滲碳、碳氮共滲、氮碳共滲滲速快 30%左右，減少產(chǎn)品熱處理變形，可顯著提高生產(chǎn)效率、節(jié)約電能。
具體實(shí)施例方式以下為本發(fā)明的具體實(shí)施例，實(shí)施例中列舉的可控氣氛原料除甲醇外都可以用任 意一種或一種以上的碳?xì)浠衔锘蛑缓刑細(xì)溲跞N元素的化合物代替，例如用煤油、乙 醇、正丁醇、異丙醇、二甲苯、甲苯、苯、丙酮、醋酸乙酯、甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、RX氣、天然 氣、煤氣等中的任一種代替；實(shí)施例中用甲醇、水或空氣調(diào)整氣氛碳勢的方法，在非可控氣 氛熱處理中可以不用；在所有實(shí)施例中都可以同時添加氮?dú)獾惹樾詺怏w或氨氣。實(shí)施例1 在氣氛原料醋酸乙酯中添加2. 2%重的氯苯，加甲醇、水或空氣調(diào)整碳勢；用于滲 碳、碳氮共滲、氮碳共滲，可提高滲速、降低工藝溫度。實(shí)施例2:在氣氛原料甲醇中添加1.3%重的三氯乙烯，用煤油調(diào)整碳勢，用于滲碳、碳氮共 滲、氮碳共滲，可提高滲速、降低工藝溫度。實(shí)施例3:在氣氛原料甲醇和煤油中分別添加4%重的氯甲苯，用于滲碳、碳氮共滲、氮碳共 滲，可提高滲速或降低工藝溫度。實(shí)施例4:在氣氛原料甲醇中添加0. 0075%重的硝酸鎳，用醋酸乙酯調(diào)整碳勢，用于穆碳、碳 氮共滲、氮碳共滲，可提高滲速、降低工藝溫度。實(shí)施例5 在氣氛原料甲醇中添加1. 3%重的硝酸調(diào)0. 22%重的三聚氰胺，用煤油調(diào)整碳 勢，用于滲碳、碳氮共滲、氮碳共滲，可提高滲速、降低工藝溫度。
權(quán)利要求
保護(hù)氣氛輔助劑及熱處理方法，其特征在于包括含有0.15％鹵族元素的有機(jī)化合物；含有0.00033 0.28％的金屬元素有機(jī)化合物；含有1.10％氮有機(jī)化合物；使用三種輔助劑的同時，在氣氛或其制造原料中，同時加入0.12％的稀土元素的化合物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述保護(hù)氣氛輔助劑及熱處理方法，其特征在于所述輔助劑生成， 以H2、N2、CO和少量CH4、C02、H20等氣體成分組成。
全文摘要
保護(hù)氣氛輔助劑及其熱處理方法是涉及一種金屬材料處理用輔助劑及其熱處理方法。本發(fā)明提供一種碳黑少、可控性強(qiáng)，且在保護(hù)氣氛熱處理滲碳、碳氮共滲、氮碳共滲時起到滲速快、滲層勻、適用范圍廣的可控保護(hù)氣氛熱處理輔助劑。本發(fā)明所采用的輔助劑，含有0.15％鹵族元素的有機(jī)化合物，充分利用鹵族元素離子以及它們與保護(hù)氣氛中氫結(jié)合產(chǎn)生的鹵化氫的腐蝕作用，可以活化工件表面、提高化學(xué)熱處理相界面反應(yīng)速度；含0.00033-0.28％的金屬元素有機(jī)化合物，應(yīng)用其高溫下釋放出的新生態(tài)金屬離子有利于提高可控氣氛的活性；含1.10％氮有機(jī)化合物，利用其在高溫下釋放出的活性氮原子和氣氛中的碳原子在進(jìn)行化學(xué)熱處理時具有相互促進(jìn)功能。
文檔編號C23C8/06GK101994080SQ20091001321
公開日2011年3月30日 申請日期2009年8月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月18日
發(fā)明者賈帆 申請人:賈帆