用于提高光轴耐蚀性和耐磨性的离子渗剂的利记博彩app
【专利摘要】本发明属于黑色金属防腐耐磨处理工艺领域，具体而言，涉及一种用于提高光轴耐蚀性和耐磨性的离子渗剂。该用于提高光轴耐蚀性和耐磨性的离子渗剂，包括在光轴表层形成复合化合物层与金属氧化层，依次采用的氮碳镧离子渗剂、离子活化渗剂、氧离子渗剂。本发明通过将非金属元素和微量金属元素渗入光轴的表面中，在光轴的表面形成复合化合物层以及金属氧化层，不仅极大地提高了金属的耐蚀性和耐磨性，并且对环境无污染。
【专利说明】用于提高光轴耐蚀性和耐磨性的离子渗剂
【技术领域】
[0001] 本发明属于黑色金属防腐耐磨处理工艺领域，具体而言，涉及一种用于提高光轴 耐蚀性和耐磨性的离子渗剂。
【背景技术】
[0002] 在工业生产中，对于黑色金属材料的防腐耐磨处理是关键工艺之一，尤其一些关 键零部件，对材料的防腐耐磨要求较高，比如光轴，光轴包括普通光轴，镀铬光轴，镀铬软 轴，不锈钢轴，镀铬空心轴。因为对光轴的精度要求较高，光轴在使用过程中，会与金属或非 金属接触，由于摩擦而引起其表面磨损；或者会由于与四周介质接触时发生化学作用或电 化学作用而引起其表面锈蚀。光轴遭到腐蚀和磨损后，影响设备的传动性能和精度，严重 制约设备的稳定性。因此，人们不断地研究光轴的失效机理并采取相应的防范措施。
[0003] 目前，提高光轴性能的方法主要有：一种是采用不锈钢制造光轴，但价格较高，并 且耐磨性不够；另一种是在光轴表面镀铬，但镀铬一方面产生重金属铬和镀铬零部件在使 用过程中会二次产生重金属铬，铬被人体吸收后具有致癌和诱发基因突变的危险；另一方 面镀铬工艺本身在性能上也存在一些局限性。所以，目前在对于提高光轴的性能方面，还存 在很大的研究空间。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于提供一种用于提高光轴耐蚀性和耐磨性的离子渗剂，通过将该 渗剂中的离子渗入光轴的表面而提高光轴的耐蚀性和耐磨性。
[0005] 本发明是这样实现的，用于提高光轴耐蚀性和耐磨性的离子渗剂，包括氮碳镧离 子渗剂、离子活化渗剂、氧离子渗剂。
[0006] 本发明提供的离子渗剂，在光轴表面经氮碳镧离子渗剂处理，氮碳镧离子渗剂中 的离子在光轴表面形成预期厚度的渗层，该渗层由金属元素的氮碳化合物以及氮在铁中的 固溶体组成，具有高耐磨和高耐蚀的特性。
[0007] 之后，经活化离子渗剂进一步渗入并向光轴基体方向扩散，再次完成扩散以及吸 附过程，调整金属元素的氮碳化合物的比例和增加复合渗层厚度，从而提高光轴的抗疲劳 性能。
[0008] 最后，通过氧离子渗剂渗入处理，残留于光轴表面的离子活化渗剂与氧离子渗剂 反应，形成的渗层为一部分氧以间隙形式溶入化合物晶格中形成中间体，另一部分氧在表 面形成金属氧化层，从而进一步提高金属的耐蚀性能。
[0009] 本发明通过将非金属兀素和微量金属兀素渗入光轴的表面中，在光轴的表面形成 复合化合物层以及金属氧化层，不仅极大地提高了金属的耐蚀性和耐磨性，并且对环境无 污染。
[0010] 优选地，按重量百分比计，所述氮碳镧离子渗剂由以下组分混合制成： Na2C0310 % -15 %, K2C0310 % -20 %, NaCN055 % -65 %, CeC03l % -3 %, Li2C035 %-!0%, La2C030. 03-1%。 toon] 优选地，按重量百分比计，所述氮碳镧离子渗剂由以下组分混合制成： Na2C0310 % -13 %, K2C0313 % -18 %, NaCN055 % -60 %, CeC03l % -3%, Li2C035 % -8%, La2C030 . 03-0 . 08%。
[0012] 优选地，以重量百分比计，所述离子活化渗剂由以下组分混合制成： Na2S045% -10%, Na2C0310% -20%, K2C0310% -20%, C0(NH2)230% -45%, K2S031% -3%, CeC03l % -3 %，Li0H5 % -10 %，KC15 % -15 %。
[0013] 优选地，按重量百分比计，所述离子活化渗剂由以下组分混合制成： Na2S045% -8%, Na2C0310% -15%, K2C0310% -15%, C0(NH2)235 % -40%, K2S032 % -3%, CeC032 % -3 %，Li0H8 % -10 %，KC15 % -10 %。
[0014] 优选地，按重量百分比计，所述氧离子渗剂由以下组分混合制成： Na2C0320% -30%，NaN0220% -30%，NaN0330% -40%，CeS0410% -20%。
[0015] 优选地，按重量百分比计，所述氧离子渗剂由以下组分混合制成：
[0016] Na2C0325 % -28 %，NaN0225 % -28 %，NaN0332 % -38 %，CeS0415 % -18 %。
【专利附图】
【附图说明】
[0017] 图1为利用本发明提供的用于提高光轴耐蚀性和耐磨性的离子渗剂制成的黑金 光轴的剖面图；
[0018] 图2为利用本发明提供的用于提高光轴耐蚀性和耐磨性的离子渗剂制成的黑金 光轴的截面图；
[0019] 图3为利用本发明实施例1提供的用于提高光轴耐蚀性和耐磨性的离子渗剂制成 的黑金光轴试样与镀铬试样进行中性盐雾试验对比图；
[0020] 图4为镀铬试样和本发明实施例1的提供的试样表现出的耐磨性能测试对比曲线 图；
[0021] 图5为利用本发明实施例3提供的黑金光轴，将两端用密封剂密封，光轴放置于垂 直方向呈15?30°的效果图；
[0022] 图6为利用本发明实施例3提供的黑金光轴，500小时连续试验，光轴连续504小 时试验后情况的效果图。
【具体实施方式】
[0023] 下面通过具体的实施例子并结合附图对本发明做进一步的详细描述。
[0024] 下面详细介绍本发明提供的用于提高光轴耐蚀性和耐磨性的离子渗剂。
[0025] 用于提高光轴耐蚀性和耐磨性的离子渗剂，包括氮碳镧离子渗剂、离子活化渗剂、 氧离子渗剂。
[0026] 优选地，按重量百分比计，所述氮碳镧离子渗剂由以下组分混合制成： Na2C0310 % -15 %, K2C0310 % -20 %, NaCN055 % -65 %, CeC03l % -3 %, Li2C035 % -10 %, La2C030. 03-1%。
[0027] 优选地，按重量百分比计，所述氮碳镧离子渗剂由以下组分混合制成： Na2C0310 % -13 %, K2C0313 % -18 %, NaCN055 % -60 %, CeC03l % -3%, Li2C035 % -8%, La2C030 . 03-0 . 08%。
[0028] 优选地，以重量百分比计，所述离子活化渗剂由以下组分混合制成： Na2S045% -10%, Na2C0310% -20%, K2C0310% -20%, C0(NH2)230% -45%, K2S031% -3%, CeC03l % -3 %，Li0H5 % -10 %，KC15 % -15 %。
[0029] 优选地，按重量百分比计，所述离子活化渗剂由以下组分混合制成： Na2S045% -8%, Na2C0310% -15%, K2C0310% -15%, C0(NH2)235 % -40%, K2S032 % -3%, CeC032 % -3 %，Li0H8 % -10 %，KC15 % -10 %。
[0030] 优选地，按重量百分比计，所述氧离子渗剂由以下组分混合制成： Na2C0320% -30%，NaN0220% -30%，NaN0330% -40%，CeS0410% -20%。
[0031] 优选地，按重量百分比计，所述氧离子渗剂由以下组分混合制成：
[0032] Na2C0325 % -28 %，NaN0225 % -28 %，NaN0332 % -38 %，CeS0415 % -18 %。
[0033] 本发明提供的离子渗剂，在光轴表面经氮碳镧离子渗剂处理，氮碳镧离子渗剂中 的离子在金属表面形成预期厚度的渗层，该渗层由金属元素的氮碳化合物以及氮在铁中的 固溶体组成，具有高耐磨和高耐蚀的特性。
[0034] 之后，经活化离子渗剂进一步渗入并向光轴方向扩散，再次完成扩散以及吸附过 程，调整金属元素的氮碳化合物的比例和增加复合渗层厚度，从而提高光轴的抗疲劳性能。 [0035] 最后，通过氧离子渗剂渗入处理，残留于金属表面的离子活化渗剂与氧离子渗剂 反应，形成的渗层为一部分氧以间隙形式溶入化合物晶格中形成中间体，另一部分氧在表 面形成金属氧化层，从而进一步提高金属的耐蚀性能。
[0036] 本发明通过将非金属兀素和微量金属兀素渗入光轴的表面中，在光轴的表面形成 复合化合物层以及金属氧化层，不仅极大地提高了光轴的耐磨性和耐蚀性，并且对环境没 有污染。
[0037] 下面通过几个具体实施例来说明通过使用本发明提供的离子渗剂对金属表面进 行渗入处理之后达到的效果。
[0038] 实施例1 :
[0039] 对材料为45钢的光轴进行前清洗，清除光轴表面油污和表面锈迹；将光轴在 390°C下预热20min，后经氮碳镧离子渗剂在570°C下渗入处理120min ;其中氮碳镧离子渗 剂按重量百分比计包括以下组分：Na2C0313%，K 2C0313%，NaCN065%，CeC032%，Li2C0 36%， La2C03l% ;之后再经离子活化渗剂530°C下渗入处理60min ;离子活化渗剂按重量百分比 计包括以下组分：Na2S0410%，Na2C0 316%，K2C0315%，C0(NH2)245 %，K2S032%，CeC032 %， Li0H5%，KC15% ;最后经氧离子渗剂在400°C下渗入处理30min，氧离子渗剂按重量百分比 计包括以下组分：Na2C0 320%，NaN0220%，NaN0340%，CeS0420% ;
[0040] 如图1和图2所示，在光轴的表面上由内至外依次形成复合化合物层1以及金属 氧化层2 ;清除光轴表面渗剂，用水清洗干净，烘干；将光轴在170°C下经离子稳定化处理 25min ;离子稳定剂按重量百分比包括以下组分：烷烃80%、环烷烃15%、聚烯烃4%、元明 粉1% ;经离子稳定化的光轴进入盛装10#机油的油槽，浸油时间5min。
[0041] 经过上述方法制备出的黑金光轴中，复合化合物层以及所述金属氧化层的厚度为 19 μ m，硬度为 540Hv。
[0042] 实施例2 :
[0043] 对材料为GCrl5的光轴进行前清洗，清除光轴表面油污和表面锈迹，将光轴在 450°C下预热40min，将预热后的光轴经氮碳镧离子渗剂在590°C下渗入处理90min ;其 中氮碳镧离子渗剂按重量百分比计包括以下组分：Na2C0315%，K 2C0315%，NaCN0 60%， CeC0s3%, Li2C036. 97%, La2C030 . 03% ；
[0044] 再经离子活化渗剂550°C下渗入处理90min ;离子活化渗剂按重量百分比计包括 以下组分：Na2S045%，Na2C0 320%，K2C0314%，C0(NH2)230%，K 2S033%，CeC033%，LiOHIO%， KC1 15% ；
[0045] 之后将光轴经氧离子渗剂430°C下渗入处理30min ;氧离子渗剂按重量百分比计 包括以下组分：Na2C0330%，NaN0230%，NaN0 330%，CeS0410% ;
[0046] 如图1和图2所示，在光轴的表面上由内至外依次形成复合化合物层1以及金属 氧化层2 ;清除光轴表面渗剂，用水清洗干净，自然干；将光轴180°C下经离子稳定化处理 20min ;离子稳定剂按重量百分比包括以下组分：烷烃93%、环烷烃5%、聚烯烃1.8%、元明 粉0. 2% ;经离子稳定化的光轴进入盛装20#机油的油槽，浸油时间9min。
[0047] 经过上述方法制备出的黑金光轴，复合化合物层以及所述金属氧化层的厚度为 23 μ m，硬度为 730Hv。
[0048] 实施例3 :
[0049] 对材料为40MnV的光轴进行前清洗，清除光轴表面油污和表面锈迹，将光轴在 400°C下预热30min ;将上述加热后的光轴经氮碳镧离子渗剂61(TC下渗入处理80min ;其 中氮碳镧离子渗剂按重量百分比计包括以下组分：Na2C0312%，K 2C0320%，NaCN0 57%， CeC0s3%, Li2C037. 95%, La2C030 . 05% ；
[0050] 再将上述步骤处理过的光轴经离子活化渗剂在500°C下渗入处理lOOmin ;离子 活化渗剂按重量百分比计包括以下组分：Na2S048%，Na2C0 310%，K2C0320%，C0(NH2)241%， K2S032%, CeC032%, LiOH 7%,KC1 10% ；
[0051] 再将光轴经氧离子渗剂400°C下渗入处理20min，氧离子渗剂按重量百分比计包 括以下组分：Na 2C0325%，NaN0225%，NaN0332%，CeS0 418% ;
[0052] 如图1和图2所示，在光轴的表面上由内至外依次形成复合化合物层1以及金属 氧化层2 ;清除光轴表面渗剂，用水清洗干净，自然干；将光轴160°C下经离子稳定化处理 30min ;离子稳定剂按重量百分比包括以下组分：烷烃93%、环烷烃5%、聚烯烃1%、元明粉 1% ;经离子稳定化的光轴进入盛装20#机油的油槽，浸油时间lOmin;
[0053] 经过上述方法制备出的黑金光轴，复合化合物层以及所述金属氧化层的厚度为 31 μ m，硬度为 650Hv。
[0054] 实施例4 :
[0055] 对材料为304的不锈钢光轴进行前清洗，清除光轴表面油污和表面锈迹；将光轴 420°C下预热32min，预热后的光轴经氮碳镧离子渗剂580°C下渗入处理lOOmin ;其中氮碳 镧离子渗剂按重量百分比计包括以下组分：Na2C0315%，K 2C0316%，NaCN0 55%，CeC033%， Li2C0310%, La2C03l% ；
[0056] 将上述步骤处理过的光轴经离子活化渗剂渗入处理，操作温度为520°C，时间为 80min ;离子活化渗剂按重量百分比计包括以下组分：Na2S047%，Na2C0 317%，K2C0317%， C0(NH2)236%, K2S031%, CeC032%, LiOH 8%,KC1 12% ；
[0057] 再将光轴经氧离子渗剂渗入处理，操作温度为420°C，时间为25min ;氧离子渗剂 按重量百分比计包括以下组分：Na2C0328%，NaN022 5%，NaN0332%，CeS0415% ;如图1和图 2所示，在光轴的表面由内至外依次形成复合化合物层1以及金属氧化层2，
[0058] 清除光轴表面渗剂，用水清洗干净，自然干；将光轴经离子稳定化处理，操作温度 为150°C，时间为40min ;离子稳定剂按重量百分比包括以下组分：烷烃89%、环烷烃5%、 聚烯烃5%、元明粉1% ;经离子稳定化的光轴进入盛装20#机油的油槽，浸油时间8min ;
[0059] 经过上述方法制备出的黑金光轴，复合化合物层以及所述金属氧化层的厚度为 48以111，硬度为1030办。
[0060] 实施例5 :
[0061] 将由45#钢制成的光轴进行前清洗，清除光轴表面油污和表面锈迹；将光 轴370°C下预热35min ;将上述加热后的光轴经氮碳镧离子渗剂渗入处理，操作温度为 630°C，时间为90miη ;其中氮碳镧离子渗剂按重量百分比计包括以下组分：Na2C0315 %， K2C0320% ,NaCN0 55%, CeC0s3%, Li2C036%, La2C03l% ；
[0062] 将上述步骤处理过的光轴经离子活化渗剂渗入处理，操作温度为530°C，时间为 45min ;离子活化渗剂按重量百分比计包括以下组分：Na2S046%，Na2C0 315%，K2C0317%， CO (NH2) 240 %, K2S031 %, CeC032 %, LiOH 7 %, KC1 12 % ；
[0063] 再将光轴经氧离子渗剂渗入处理，操作温度为380°C，时间为30min ;氧离子渗剂 按重量百分比计包括以下组分：Na2C0325%，NaN0225%，NaN0 335%，CeS0415% ;
[0064] 如图1和图2所示，在光轴的表面由内至外依次形成复合化合物层1以及金属 氧化层2,清除光轴表面渗剂，用水清洗干净，自然干；将光轴经离子稳定化处理，操作温度 为140°C，时间为50min ;离子稳定剂按重量百分比包括以下组分：烷烃85%、环烷烃12%、 聚烯烃2.5%、元明粉0.5% ;经离子稳定化的光轴进入盛装10#机油的油槽，浸油时间 lOmin ；
[0065] 经过上述方法制备出的黑金光轴，复合化合物层以及所述金属氧化层的厚度为 43 μ m，硬度为 560Hv。
[0066] 由上述5个实施例可以看出，通过本发明提供的离子渗剂，与现有技术中的光轴 相比，将非金属元素和微量金属元素渗入到光轴表面，在其表面形成高性能的耐磨防腐层， 质量稳定，在光轴表面形成了一定厚度的防腐耐蚀层，并且也具有很好的硬度，对环境无污 染。
[0067] 实验例1 :
[0068] 将本发明实施例1提供的试样与镀铬试样进行滑动磨损试验和中性盐雾试验对 t匕，其中镀铬试样由山西长治清华机械公司提供。
[0069] 中性盐雾试验按GB/T10125相关条款进行实验。试验仪器为KD60盐雾试验机，试 验参数为：试验室温度35°C，压力桶温度47°C，喷雾压力17psi，试验时间216h ;从试验结 果可以看到，镀铬试样在本试验后，锈蚀相当严重；而按本发明实施例1的方法制备出的试 样在216小时以内均未出现锈迹。具体试验效果见图3。
[0070] 实验例2 :
[0071] 滑动磨损试验按照GB/T12444. 1-1990的规定进行。试验仪器为MM-200型试验机。 试验参数为：对磨副材料GCrl5圆环，外径40mm，硬度HRC57 ;采用失重法测定磨损量，从实 验结果可以得到，在刚开始的两个小时内镀铬试样和本发明实施例1的方法制备出的试样 表现出的耐磨性能大体相同，后四个小时则表现出，镀铬试样的失重斜率高于本发明实施 例1的方法制备出的试样失重斜率，说明经本发明实施例1的方法制备出的试样的耐磨性 高于镀铬工艺处理的试样。具体试验效果见图4。
[0072] 实验例3 :
[0073] 分别取用本发明的实施例3的提供的黑金光轴进行中性盐雾试验。
[0074] 中性盐雾试验按GB/T10125相关条款进行实验。试验仪器为KD60盐雾试验机，试 验参数为：试验室温度35°C，压力桶温度47°C，喷雾压力17psi，试样为每组4根黑金光轴， 光轴两端用密封剂密封，光轴放置于垂直方向呈15?30°，500小时连续试验，间隔12小 时观察一次，出现第一个绣点时记录时间，取平均值为腐蚀时间；同时观察光轴连续504小 时试验后的腐蚀情况；具体试验效果见下表1以及图5、图6。
[0075] 表 1
[0076]
【权利要求】
1. 用于提高光轴耐蚀性和耐磨性的离子渗剂，其特征在于，包括在光轴表层形成复合 化合物层与金属氧化层，依次采用的氮碳镧离子渗剂、离子活化渗剂、氧离子渗剂。
2. 根据权利要求1所述的用于提高光轴耐蚀性和耐磨性的离子渗剂，其特征在于， 按重量百分比计，所述氮碳镧离子渗剂由以下组分混合制成：Na2C0310 % -15%， K2C0310 % -20 %，NaCN055 % -65 %，CeC03l % -3 %，Li2C035 % -10 %，La2C030 . 03-1 %。
3. 根据权利要求2所述的用于提高光轴耐蚀性和耐磨性的离子渗剂，其特征在于， 按重量百分比计，所述氮碳镧离子渗剂由以下组分混合制成：Na2C0310 % -13%， K2C0313 % -18 %，NaCN055 % -60 %，CeC03l % -3 %，Li2C035 % -8 %，La2C030 . 03-0 . 08 %。
4. 根据权利要求1所述的用于提高光轴耐蚀性和耐磨性的离子渗剂，其特征在于， 以重量百分比计，所述离子活化渗剂由以下组分混合制成：Na2S045 % -10%， Na2C0310 % -20 %, K2C0310 % -20 %, CO (NH2) 230 % -45 %, K2S031 % -3 %, CeC03l % -3 %, LiOH5% -10%，KC15% -15%。
5. 根据权利要求4所述的用于提高光轴耐蚀性和耐磨性的离子渗剂，其特征在于， 按重量百分比计，所述离子活化渗剂由以下组分混合制成：Na2S045 % -8%， Na2C0310 % -15 %, K2C0310 % -15 %, CO (NH2) 235 % -40 %, K2S032 % -3 %, CeC032 % -3 %, LiOH8% -10%，KC15% -10%。
6. 根据权利要求1所述的用于提高光轴耐蚀性和耐磨性的离子渗剂，其特征在于， 按重量百分比计，所述氧离子渗剂由以下组分混合制成：Na2C0320 % -30%， NaN0220% -30%，NaN0330% -40%，CeS0410% -20%。
7. 根据权利要求6所述的用于提高光轴耐蚀性和耐磨性的离子渗剂，其特征在于， 按重量百分比计，所述氧离子渗剂由以下组分混合制成： Na2C0325 % -28 %，NaN022 5 % -28 %，NaN0332 % -38 %，CeS0415 % -18 %。
【文档编号】C23C12/00GK104152843SQ201410444336
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年9月2日 优先权日:2014年9月2日
【发明者】罗德福, 漆世荣 申请人:成都伍田机械技术有限责任公司