一種鑄鐵件表面的qpq氮化共滲防腐新工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于金屬元件制造加工業(yè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鑄鐵件表面的QPQ氮化共滲防腐新工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]QPQ(Quench-Polish-Quench,淬火-拋光-淬火)技術(shù)的實質(zhì)是低溫鹽浴滲氮+鹽浴氧化或低溫鹽浴氮碳共滲+鹽浴氧化，它是一種金屬零件表面改性技術(shù)，具有高抗蝕、高耐磨、微變形的優(yōu)點。經(jīng)QPQ技術(shù)處理的工件表面為Fe304氧化膜，其抗蝕性遠高于鍍鉻、鍍鎳等表面防護技術(shù)的水平，中碳鋼經(jīng)QPQ處理后在很多領(lǐng)域可以代替不銹鋼。同時，QPQ工藝可以代替發(fā)黑、磷化和鍍鎳等傳統(tǒng)防腐蝕工藝。目前，QPQ技術(shù)所具有的高抗蝕性引起了有關(guān)行業(yè)，尤其是石油、化工等腐蝕問題較為嚴重的行業(yè)的極大關(guān)注。
[0003]鑄鐵件因其良好的耐磨、消震性能，在機械行業(yè)應(yīng)用很廣泛。鑄件由于制造工藝的特殊性，鑄件表面容易銹蝕，生銹后很難處理，如不引起重視，不但工件的防銹蝕能力較差，裝飾性也不好，對此很多企業(yè)對鑄件提出了較高的耐蝕性要求。但其防銹處理方法一般只有發(fā)黑(發(fā)藍)、磷化或涂抹防銹油等工藝方法，防銹期都很短，嚴重影響使用功能。
[0004]目前公知的QPQ氮化鹽由C0(NH2)2、Na2C03、K2C03、K0H組成，適用溫度一般在520°C_600°C之間，超出該氮化溫度區(qū)間就會出現(xiàn)為氮化效果極差或氮化鹽不穩(wěn)定，氮化后得到的化合物層深度普遍在20μπι以下，如目前市場上在銷售的某些氮化鹽就是如此。
[0005]201110184878.1，名稱為“一種用于不銹鋼低溫鹽浴滲氮的氮化鹽”的發(fā)明專利，公開了一種用于奧氏體不銹鋼低溫鹽浴滲氮的氮化鹽，按重量百分比由如下成分組成:KCN01%~55%，NaCN01%~55%，K2CO3 5%~ 15%，Na2C033%~15% ,Li2C033%~15%，NaCl 5%?15%，KCl 5%~15%, Na2SO40.1%?2%。但是，該配方中CNO—含量過高，對環(huán)境污染大，且不安全。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種鑄鐵件表面的QPQ氮化共滲防腐新工藝。在常規(guī)QPQ鹽浴處理工藝的基礎(chǔ)上增加了一道機械拋光工序，可起到整平第一次鹽浴處理反應(yīng)層的作用，提高表面組織的均勻性，為提高第二道鹽浴處理反應(yīng)層的均勻性打下良好基礎(chǔ)。
[0007]為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案:
一種鑄鐵件表面的QPQ氮化共滲防腐新工藝，其特征在于:工藝步驟如下:
1)清洗
在水基清洗劑的作用下，以100?150 A/dm2的電流密度電解清洗0.05-0.1s；
2)預(yù)熱
在350-390°C的溫度下，在空氣爐中對工件加熱30-60min;
3)氮碳共滲
將預(yù)熱后的工件置于420-460°C的鹽浴中，處理150-180min; 4)清洗
空氣下冷卻至小于150°C，熱水清洗殘鹽，清水漂洗，拋光；
5)二次預(yù)熱
在350-390°C的溫度下，在空氣爐中對工件加熱30-60min;
6)二次氮碳共滲
將預(yù)熱后的工件置于420-460°C的鹽浴中，處理90min;
7)氧化和拋光
將氧化后的工件用清水漂洗，拋光；
所述的氮化鹽按質(zhì)量計，配方組成為:尿素30-50%、Na2C03 4-8%,K2CO3 6-10%,Li2CO35-10%、KCN0 12-25%、NaCN0 8_15%、NaCl 5_8%、Na2S 4_8%、K2S 6_10%、Li0H 2-5%0
[0008]優(yōu)選地，所述的氮化鹽按質(zhì)量計，配方組成為:尿素30_40%、Na2C03 4-5%,K2CO3 6-7%^Li2CO3 8-10%^KCNO 15-20%^NaCNO 8_10%、NaCl 5_6%、Na2S 4-5%^K2S 6-8%^L1H 2-
3% ο
[0009]本發(fā)明所述的鹽浴需要連續(xù)通入壓縮空氣，通氣量為400?450L/h，使鹽浴適度翻騰。
[0010]優(yōu)選地，所述的鹽要緩慢分批加入，一次性加入量過多會因反應(yīng)劇烈而溢鹽。
[0011]本發(fā)明所述的氧化是指在380-420°C，于氧化鹽的作用下氧化15min，徹底分解工件從滲氮爐帶出來的氰根，消除公害；同時在工件表面形成黑色氧化膜，增加防腐能力，對提高耐磨性也有一定好處。
[0012]本發(fā)明所述的電解清洗的溫度為70_90°C，極板間距為20mm。
[0013]本發(fā)明的有益效果在于:
1、本發(fā)明采用新型氮化鹽，不僅能在420_460°C的較低溫度狀態(tài)下保持一定的氮勢，在較高的溫度下穩(wěn)定，還可有效提高處理層的厚度，提高工件的抗腐蝕性能。
[0014]2、本發(fā)明工藝在常規(guī)QPQ鹽浴處理工藝的基礎(chǔ)上增加了一道機械拋光工序，可起到整平第一次鹽浴處理反應(yīng)層的作用，提高表面組織的均勻性，為提高第二道鹽浴處理反應(yīng)層的均勻性打下良好基礎(chǔ)。經(jīng)過第二次氮碳共滲，提高處理層的厚度，進一步提高工件的抗腐蝕性能。
【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合【具體實施方式】對本發(fā)明的實質(zhì)性內(nèi)容作進一步詳細的描述。
[0016]實施例1
一種鑄鐵件表面的QPQ氮化共滲防腐新工藝，工藝步驟如下:
1)清洗
在水基清洗劑的作用下，以100A/dm2的電流密度電解清洗0.05s;
2)預(yù)熱
在350°C的溫度下，在空氣爐中對工件加熱60min;
3)氮碳共滲
將預(yù)熱后的工件置于420°C的鹽浴中，處理ISOmin;
4)清洗空氣下冷卻至小于150°C，熱水清洗殘鹽，清水漂洗，拋光；
5)二次預(yù)熱
在350°C的溫度下，在空氣爐中對工件加熱60min;
6)二次氮碳共滲
將預(yù)熱后的工件置于420°C的鹽浴中，處理90min;
7)氧化和拋光
將氧化后的工件用清水漂洗，拋光；
所述的氮化鹽按質(zhì)量計，配方組成為:尿素30%、Na2C03 4%,K2CO3 6%,Li2CO3 5%,KCNOI2%^NaCNO 8%、NaCl 5%、Na2S 4%、K2S 6%、Li0H 2%；
實施例2
一種鑄鐵件表面的QPQ氮化共滲防腐新工藝，工藝步驟如下:
1)清洗
在水基清洗劑的作用下，以150 A/dm2的電流密度電解清洗0.1s；
2)預(yù)熱
在390°C的溫度下，在空氣爐中對工件加熱30min;
3)氮碳共滲
將預(yù)熱后的工件置于460°C的鹽浴中，處理150min;
4)清洗
空氣下冷卻至小于150°C，熱水清洗殘鹽，清水漂洗，拋光；
5)二次預(yù)熱
在390°C的溫度下，在空氣爐中對工件加熱60min;
6)二次氮碳共滲
將預(yù)熱后的工件置于460°C的鹽浴中，處理90min;
7)氧化和拋光
將氧化后的工件用清水漂洗，拋光；
所述的氮化鹽按質(zhì)量計，配方組成為:尿素50%、Na2C03 8%,K2CO3 10%,Li2CO3 10%,KCNO25%、NaCN0 15%、NaCl 8%、Na2S 8%、K2S 10%、Li0H 5%；
實施例3
一種鑄鐵件表面的QPQ氮化共滲防腐新工藝，工藝步驟如下:
1)清洗
在水基清洗劑的作用下，以120A/dm2的電流密度電解清洗0.06s；
2)預(yù)熱
在360°C的溫度下，在空氣爐中對工件加熱40min;
3)氮碳共滲
將預(yù)熱后的工件置于430°C的鹽浴中，處理155min;
4)清洗
空氣下冷卻至小于150°C，熱水清洗殘鹽，清水漂洗，拋光；
5)二次預(yù)熱<