CN102851636A - 一种应用气体多元共渗的不锈钢滑片处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种应用气体多元共渗的不锈钢滑片处理方法，其特征在于包括以下步骤：1)对待处理的不锈钢滑片使用酒精或其它去脂剂进行清洗；2)将清洗过的不锈钢滑片在活化液内进行去脂、酸性活化；3)进行自然干燥；4)使用固定夹具进行装夹；5)将装夹后的不锈钢滑片置于盐浴炉中，采用气态的含硫铬络合物与氨气的混合气体进行多元共渗处理，使得渗层组织厚度达到15～45μm；6)进行抛光处理。本发明处理的不锈钢滑片，大幅度降低了摩擦系数，具有优良的耐磨损、耐腐蚀性能，显著提高了不锈钢滑片的工作质量和使用寿命，并且完全能够满足新冷媒或CO2冷冻机用压缩机的使用要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种多元共渗的金属表面处理方法，尤其是一种应用气体多元共渗的不锈钢滑片处理方法。属于金属表面处理技术领域。
背景技术
旋转式空调压缩机因其具有效率高、结构紧凑、体积小、重量轻而得到大量的应用，作为压缩机的重要原件滑片，需与压缩机的偏心滚动活塞紧贴，因此滑片与活塞的接触部分极易磨损，需要较好的滑动性能、耐疲劳性和耐腐蚀性。目前较为先进的滑片一般由不锈钢制成，其成分一般为(重量百分比)：C 0.95～1.20，Si小于1.00，P小于0.04，S小于0.03，Mn小于1.00，Cr16.0～18.0，Mo小于0.75，Ni小于0.60，余量为Fe及杂质。提高滑片的综合使用性能主要通过对滑片的表面处理实现。
现有技术中，不锈钢滑片处理方法有如下几种，其存在的缺点如下表1所示。
表1：
如何使用新型的处理方法来对滑片的性能及生产工艺进行提高，不但成为了表面处理界的难题，也直接影响了其下游压缩机行业的发展，因此，需要提供一种工艺环保、实施简单、产品综合性能高的生产方法来满足新冷媒或CO2冷冻机用压缩机的使用要求。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述现有技术处理方法的不足之处，提供一种应用气体多元共渗的不锈钢滑片处理方法，以提高不锈钢滑片的表面硬度、耐磨性、耐腐蚀性能以及抗疲劳开裂的能力，降低不锈钢滑片的摩擦系数。
本发明的目的可以通过采取如下技术方案达到：
一种应用气体多元共渗的不锈钢滑片处理方法，其特征在于包括以下步骤：
1)清洗工件，对待处理的不锈钢滑片依次使用酒精、去脂剂进行清洗；
2)活化处理，将清洗过的不锈钢滑片放进活化液中进行去脂、酸性活化处理；
3)自然干燥，对步骤2)所得的不锈钢滑片进行自然干燥；
4)装夹，将步骤3)干燥后的不锈钢滑片用固定夹具装夹，在装夹过程中避免不锈钢滑片的各个工作面(一般为五个工作面)与夹具接触；
5)气体多元共渗，将步骤4)装夹好的不锈钢滑片置于盐浴炉中，采用气态碳硫铬络合物与氨气的混合气体进行多元共渗处理，使得渗层组织厚度达到15～45μm；
6)抛光，对步骤5)所得的不锈钢滑片进行抛光处理，得到不锈钢滑片成品。
本发明的目的还可以通过采取如下技术方案达到：
本发明的一种技术改进方案是：将步骤2)～5)重复一次或二次以上。
本发明的一种技术改进方案是：步骤1)中所述的去脂剂为CR-100清洗剂。
本发明的一种技术改进方案是：步骤2)中所述的酸性活化处理，采用CR-101活化剂对不锈钢滑片表面的氧化物进行化学置换，并形成利于步骤5)中气体多元共渗处理的金属表面环境；所述CR-101活化剂是含有亚铁酸根的溶剂，PH值在5～6之间。
本发明的一种技术改进方案是：步骤5)中所述的多元共渗处理的温度为500℃～600℃，时间为30min～150min。
本发明的一种技术改进方案是：步骤5)中所述的气态碳硫铬络合物为含碳化合物、含硫化合物与含铬化合物的混合物，三者之间的质量分配为含碳化合物占10％～20％，含硫化合物占35％～50％，含铬化合物占30％～55％；或者所述气态碳硫铬络合物为硫酸铬铵、铬酰氯的二硫化碳溶液、硫酸铬铵甲酰胺溶液中的任意一种或两种以上的组合物。
本发明的一种技术改进方案是：所述含硫化合物为硫醇、硫酚、硫醚、二硫化物、多硫化物中的任意一种或两种以上的组合物；含铬化合物为硫酸铬铵、乙酸亚铬中的任意一种或两种的组合物。
本发明的一种技术改进方案是：步骤6)中所述的抛光处理为喷沙或振动抛光处理。
本发明的一种技术改进方案是：处理后的不锈钢滑片的表层形成厚度为15～45μm、硬度为Hv0.1800～Hv0.11100、相对摩擦系数小于0.01的超硬表面组织层。
本发明具有如下突出的有益效果：
1、本发明采用气态碳硫铬络合物与氨气的混合气体对不锈钢滑片气体多元共渗处理，使不锈钢的表面形成厚度为15～45μm、硬度为Hv0.1800～Hv0.11100、相对摩擦系数小于0.01(即刻滑力N＝5，常数＝3.846)的多元氮碳硫铬铁化合物，大大提高了表面硬度、耐磨性、耐腐蚀性能以及抗疲劳开裂的能力，降低了不锈钢滑片的摩擦系数。而传统的“渗碳”、“渗氮”、“渗硫”、“渗铬”均只能单一进行，单一的渗层组织不仅渗层脆性大、容易剥落，也不能满足不锈钢滑片表面高硬度、低摩擦系数、高耐疲劳强度的要求，而且传统的“渗碳”“渗氮”、“渗硫”、“渗铬”大部分属于高污染高能耗工艺。
2、本发明处理的不锈钢滑片，表面生成的多元氮碳硫铬铁化合物硬度为Hv0.1800～Hv0.11100、相对摩擦系数小于0.01(即刻滑力N＝5，常数＝3.846)，大幅度降低了摩擦系数，具有优良的耐磨损、耐腐蚀性能，显著提高了不锈钢滑片的工作质量和使用寿命，并且完全能够满足新冷媒或CO2冷冻机用压缩机的使用要求，与传统的滑片表面处理工艺相比，不但滑片的性能明显提升，并且工艺实施过程环保，无有害物质排放。
具体实施方式
具体实施例1：
本实施例的制品采用4Cr13不锈钢材料制作的滑片，在该滑片上进行表面处理。
将滑片用分析醇酒精进行清洗，再采用CR-100高效清洗剂，在40～50℃进行去脂处理3～5min；去脂后的滑片采用CR-101活化剂，在室温内进行5～10min浸泡；等滑片表面的活化剂自然干燥后进行气体多元共渗处理，温度为570℃，时间为120min；出炉冷却后进行喷沙处理；经上述表面处理后在4Cr13不锈钢材料制作的滑片表面形成35μm左右厚度的氮碳硫铬铁组织层，表面硬度在Hv0.1900～Hv0.11000，相对摩擦系数小于0.01(即刻滑力N＝5，常数＝3.846)。
本实施例中，所述气体多元共渗处理采用了气态碳硫铬络合物与氨气的混合气体来进行，其中，所述气态碳硫铬络合物为含碳化合物、含硫化合物与含铬化合物的混合物，三者之间的质量分配为含碳化合物占10％，含硫化合物占35％，含铬化合物占55％；所述含硫化合物为硫醇，含铬化合物为硫酸铬铵。
具体实施例2：
本实施例的制品采用17Cr17不锈钢材料制作的滑片，在该滑片上进行表面处理。
将滑片用分析醇酒精进行清洗，再采用CR-100高效清洗剂，在40～50℃进行去脂处理3～5min；去脂后的滑片采用CR-101活化剂，在室温内进行10～15min浸泡；等滑片表面的活化剂自然干燥后进行气体多元共渗处理。处理温度为580℃，时间为150min；出炉冷却后进行振动抛光处理；经上述表面处理后在17Cr17不锈钢材料制作的滑片表面形成40μm左右厚度的氮碳硫铬铁组织层，表面硬度在Hv0.11000～Hv0.11100，相对摩擦系数小于0.01(即刻滑力N＝5，常数＝3.846)。
本实施例中，所述气体多元共渗处理采用了气态碳硫铬络合物与氨气的混合气体来进行，其中，所述气态碳硫铬络合物为含碳化合物、含硫化合物与含铬化合物的混合物，三者之间的质量分配为含碳化合物占20％，含硫化合物占50％，含铬化合物占30％；所述含硫化合物为硫醇和硫酚的组合物，含铬化合物为乙酸亚铬。
具体实施例3：
本实施例的主要特点是：所述气态碳硫铬络合物为含碳化合物、含硫化合物与含铬化合物的混合物，三者之间的质量分配为含碳化合物占15％，含硫化合物占40％，含铬化合物占45％；所述含硫化合物为硫醇、硫酚、硫醚、二硫化物、多硫化物的组合物，含铬化合物为硫酸铬铵和乙酸亚铬的组合物。其余同具体实施例1或2。
具体实施例5：
本实施例的主要特点是：所述气态碳硫铬络合物为硫酸铬铵、铬酰氯的二硫化碳溶液、硫酸铬铵甲酰胺溶液中的任意一种或两种以上的组合物。其余同具体实施例1或2。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的范围内，根据本发明的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种应用气体多元共渗的不锈钢滑片处理方法，其特征在于包括以下步骤：
1)清洗工件，对待处理的不锈钢滑片依次使用酒精、去脂剂进行清洗；
2)活化处理，将清洗过的不锈钢滑片放进活化液中进行去脂、酸性活化处理；
3)自然干燥，对步骤2)所得的不锈钢滑片进行自然干燥；
4)装夹，将步骤3)干燥后的不锈钢滑片用固定夹具装夹，在装夹过程中避免不锈钢滑片的各个工作面与夹具接触；
5)气体多元共渗，将步骤4)装夹好的不锈钢滑片置于盐浴炉中，采用气态碳硫铬络合物与氨气的混合气体进行多元共渗处理，使得渗层组织厚度达到15～45μm；
6)抛光，对步骤5)所得的不锈钢滑片进行抛光处理，得到不锈钢滑片成品。
2.根据权利要求1所述的一种应用气体多元共渗的不锈钢滑片处理方法，其特征在于：将步骤2)～5)重复一次或二次以上。
3.根据权利要求1或2所述的一种应用气体多元共渗的不锈钢滑片处理方法，其特征在于：步骤1)中所述的去脂剂为CR-100清洗剂。
4.根据权利要求1或2所述的一种应用气体多元共渗的不锈钢滑片处理方法，其特征在于：步骤2)中所述的酸性活化处理，采用CR-101活化剂对不锈钢滑片表面的氧化物进行化学置换，并形成利于步骤5)中气体多元共渗处理的金属表面环境；所述CR-101活化剂是含有亚铁酸根的溶剂，PH值在5～6之间。
5.根据权利要求1或2所述的一种应用气体多元共渗的不锈钢滑片处理方法，其特征在于：步骤5)中所述的多元共渗处理的温度为500℃～600℃，时间为30min～150min。
6.根据权利要求1或2所述的一种应用气体多元共渗的不锈钢滑片处理方法，其特征在于：步骤5)中所述的气态碳硫铬络合物为含碳化合物、含硫化合物与含铬化合物的混合物，三者之间的质量分配为含碳化合物占10％～20％，含硫化合物占35％～50％，含铬化合物占30％～55％；或者所述气态碳硫铬络合物为硫酸铬铵、铬酰氯的二硫化碳溶液、硫酸铬铵甲酰胺溶液中的任意一种或两种以上的组合物。
7.根据权利要求6所述的一种应用气体多元共渗的不锈钢滑片处理方法，其特征在于：所述含硫化合物为硫醇、硫酚、硫醚、二硫化物、多硫化物中的任意一种或两种以上的组合物；含铬化合物为硫酸铬铵、乙酸亚铬中的任意一种或两种的组合物。
8.根据权利要求1或2所述的一种应用气体多元共渗的不锈钢滑片处理方法，其特征在于：步骤6)中所述的抛光处理为喷沙或振动抛光处理。
9.根据权利要求1或2所述的一种应用气体多元共渗的不锈钢滑片处理方法，其特征在于：处理后的不锈钢滑片的表层形成厚度为15～45μm、硬度为Hv0.1800～Hv0.11100、相对摩擦系数小于0.01的超硬表面组织层。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: GUANGDONG SOUTH CHINA HOUSEHOLD ELECTRIC APPLIANCE Effective date: 20140414 |
|
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20140414 Address after: 528300, Guangdong 3, Desheng East Road, Shunde District, Foshan, Southern China Electrical Appliance Research Institute (middle test building), four floor, 402, Daliang Applicant after: Foshan Huayan Lihe Surface Technology Co., Ltd. Applicant after: Guangdong South China Household Electric Appliances Research Institute Address before: 528300 Guangdong Province, Foshan city Shunde District Daliang Desheng Road No. 3 Applicant before: Foshan Huayan Lihe Surface Technology Co., Ltd. |
|
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20130102 |