n ；通入氮气，氮气流量为200ml/min，氢气流量为600ml/min，压力保持为400Pa，将炉温升高到510°C，进行离子渗氮表面处理，保温时间为4h，保温结束后，试样随炉冷却至室温。
[0042]试验结果:喷砂处理5min+离子渗氮复合处理使45钢的化合物层厚度达到约13.9um，见图2和图5。
[0043]实施例2
[0044]I)将45钢加工成尺寸为1mmX 1mmX 1mm的试样；
[0045]2)将试样进行调质，先升温至840°C保温12min水冷至室温，再升温至580°C保温30min水冷至室温；
[0046]3)将试样分别用500#?2000#的SiC砂纸进行打磨至镜面；
[0047]4)将试样浸泡于20ml的无水乙醇中进行超声波清洗15min，去除试样表面氧化物和污渍，吹干待用；
[0048]5)将试样进行喷砂处理，采用46目棕刚玉砂进行喷砂，喷砂时，试样与喷嘴之间的距离为5cm，角度呈45°，喷砂处理时间为15min。
[0049]6)将试样浸泡于20ml的无水乙醇中进行超声波清洗15min，去除试样表面残余砂粒和污渍，吹干待用；
[0050]7)将试样置于离子氮化炉中，抽真空至1Pa以下，通入氢气溅射30min，炉内压力保持300Pa，氢气流量为500ml/min ；通入氮气，氮气流量为200ml/min，氢气流量为600ml/min，压力保持为400Pa，将炉温升高到510°C，进行离子渗氮表面处理，保温时间为4h，保温结束后，试样随炉冷却至室温。
[0051 ] 试验结果:喷砂处理15min+离子渗氮复合处理使45钢的化合物层厚度达到约21.5um，见图3和图5，与对比例相比，该复合工艺能够有效地提高化合物层厚度，提高约115%。
[0052]实施例3
[0053]I)将45钢加工成尺寸为1mmX 1mmX 1mm的试样；
[0054]2)将试样进行调质，先升温至840°C保温12min水冷至室温，再升温至580°C保温30min水冷至室温；
[0055]3)将试样分别用500#?2000#的SiC砂纸进行打磨至镜面；
[0056]4)将试样浸泡于20ml的无水乙醇中进行超声波清洗15min，去除试样表面氧化物和污渍，吹干待用；
[0057]5)将试样进行喷砂处理，采用46目棕刚玉砂进行喷砂，喷砂时，试样与喷嘴之间的距离为5cm，角度呈45°，喷砂处理时间为30min。
[0058]6)将试样浸泡于20ml的无水乙醇中进行超声波清洗15min，去除试样表面残余砂粒和污渍，吹干待用；
[0059]7)将试样置于离子氮化炉中，抽真空至1Pa以下，通入氢气溅射30min，炉内压力保持300Pa，氢气流量为500ml/min ；通入氮气，氮气流量为200ml/min，氢气流量为600ml/min，压力保持为400Pa，将炉温升高到510°C，进行离子渗氮表面处理，保温时间为4h，保温结束后，试样随炉冷却至室温。
[0060]试验结果:喷砂处理30min+离子渗氮复合处理使45钢的化合物层厚度达到约26.9um，见图4和图5，与对比例相比，该复合工艺能够有效地提高化合物层厚度，提高约169%。
[0061]以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
【主权项】
1.一种快速离子渗氮方法，其特征是:包括以下步骤: (1)将原始态钢加工切割成试样； (2)将试样先后进行调质处理和打磨处理，打磨处理后在有机溶剂中进行超声清洗、吹干； (3)将试样进行喷砂处理，喷砂处理后在有机溶剂中进行超声清洗、吹干； (4)将试样置于离子氮化炉中，抽真空至1Pa以下，通入氢气溅射30min，炉内压力保持300Pa，氢气流量为500ml/min;将炉温升高到510°C，进行离子渗氮表面处理，保温时间为4h，保温结束后，试样冷却至室温。2.根据权利要求1所述的一种快速离子渗氮方法，其特征是:所述的步骤(I)中原始态钢为优质碳素结构钢的一种，优选45钢，试样尺寸为1mmX 1mmX 10mm。3.根据权利要求1所述的一种快速离子渗氮方法，其特征是:所述的步骤(2)中调质处理为先升温至840 °C保温12min，水冷至室温，再升温至580 °C保温30min，空冷至室温。4.根据权利要求1所述的一种快速离子渗氮方法，其特征是:所述的步骤(2)中打磨处理为将试样分别用500#?2000#的SiC砂纸进行打磨至镜面，打磨处理后试样浸泡于无水乙醇中进行超声清洗15min。5.根据权利要求1所述的一种快速离子渗氮方法，其特征是:所述的步骤(3)中喷砂处理为试样用46目棕刚玉砂进行喷砂，喷砂时试样与喷嘴之间的距离为5cm，角度呈45°，喷砂处理时间为<30min，喷砂处理后试样浸泡于无水乙醇中进行超声波清洗15min。6.根据权利要求1所述的一种快速离子渗氮方法，其特征是:所述的步骤(4)中离子渗氮处理具体操作为:采用氢气和氮气混合气体，氮气与氢气的流量分别为200ml/min和600ml/min，气体压力保持在400Pa。7.根据权利要求1所述的一种快速离子渗氮方法，其特征是:所述的步骤(4)中冷却方式为随炉冷却，冷却后采用DM1-3000M型光学金相显微镜观察截面显微组织，并测量化合物层厚度。
【专利摘要】本发明涉及一种快速离子渗氮方法，包括以下步骤：将原始态钢加工切割成试样；将试样先后进行调质处理和打磨处理，打磨处理后在有机溶剂中进行超声清洗、吹干；将试样进行喷砂处理，喷砂处理后在有机溶剂中进行超声清洗、吹干；将试样置于离子氮化炉中，通入氢气溅射，进行离子渗氮表面处理，试样冷却至室温。本发明的有益效果是：克服了离子渗氮渗层薄、渗氮效率低的缺点，喷砂处理时，砂粒在气流的作用下，不断冲击试样表面，使得试样表层产生塑性变形，引起位错等一系列表面缺陷；操作流程简单便捷，能够在短时间内提高渗氮速率与渗层厚度，具有高效、节能的优势。
【IPC分类】C23C8/38, C23C8/02
【公开号】CN105648395
【申请号】
【发明人】胡静, 缪斌, 李景才, 刘晗, 杨卫民, 叶雪梅
【申请人】常州大学
【公开日】2016年6月8日
【申请日】2016年3月18日