本发明公开了一种用于不锈钢零件的韧性氮化的盐浴软氮化工艺，包括以下步骤：S1、装炉清洗：使用碱性清洗剂去除零件表面油脂后，将零件放置在热处理炉中；S2、预热共渗：提高热处理炉温度至300℃‑400℃并预热60‑80min，烘干水分后，在550℃‑640℃温度下盐浴氮碳共渗3‑10h；S3、冷却清洗：采用流动水清洗去除零件表面残留的盐迹，随后在100℃‑130℃温度下对零件表面水分进行烘干5‑8min；S4、扩散热处理：将零件重新装于预抽真空氮气保护热处理炉中，加热至605℃‑750℃，并保持处理
(19)国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 CN 116497308 A (43)申请公布日 2023.07.28 (21)申请号 2.8 (22)申请日 2023.05.29 (71)申请人 昆山三民涂赖表面处理技术有限公 司 地址 215312 江苏省苏州市昆山市巴城镇 石牌相石路688号 (72)发明人 王建才 (74)专利代理机构 苏州博格华瑞知识产权代理 事务所(普通合伙) 32558 专利代理师 匡立岭 (51)Int.Cl. C23C 8/02 (2006.01) C23C 8/56 (2006.01) C23C 8/80 (2006.01) 权利要求书1页 说明书8页 附图2页 (54)发明名称 一种用于不锈钢零件的韧性氮化的盐浴软 氮化工艺 (57)摘要 本发明公开了一种用于不锈钢零件的韧性 氮化的盐浴软氮化工艺，包括以下步骤：S1、装炉 清洗：使用碱性清洗剂去除零件表面油脂后，将 零件放置在热处理炉中；S2、预热共渗：提高热处 理炉温度至300℃‑400℃并预热60‑80min，烘干 水分后，在550℃‑640℃温度下盐浴氮碳共渗3‑ 10h；S3、冷却清洗：采用流动水清洗去除零件表 面残留的盐迹，随后在100℃‑130℃温度下对零 件表面水分进行烘干5‑8min；S4、扩散热处理：将 零件重新装于预抽真空氮气保护热处理炉中，加 热至605℃‑750℃，并保持处理时间为1‑3h；S5、 A 冷却处理 ：扩散随炉冷却至300℃以下时出炉并 8 空冷至室温，再根据零件的形状选择正真适合的抛光 0 3 7 工艺，本发明中通过后扩散热处理可以大大降低 9 4 6 表面硬度并提高工件的韧性。 1 1 N C CN 116497308 A 权利要求书 1/1页 1.一种用于不锈钢零件的韧性氮化的盐浴软氮化工艺，其特征是，包括以下步骤： S1、装炉清洗：使用碱性清洗剂去除零件表面油脂后，将零件放置在热处理炉中； S2、预热共渗：提高热处理炉温度至300℃‑400℃并预热60‑80min，烘干水分后，在550 ℃‑640℃温度下盐浴氮碳共渗3‑10h； S3、冷却清洗：采用流动水清洗去除零件表面残留的盐迹，随后在100℃‑130℃温度下 对零件表面水分进行烘干5‑8min； S4、扩散热处理：将零件重新装于预抽真空氮气保护热处理炉中，加热至605℃‑750℃， 并保持处理时间为1‑3h； S5、冷却处理：扩散随炉冷却至300℃以下时出炉并空冷至室温，再根据零件的形状选 择合适的抛光工艺。 2.根据权利要求1所述的一种用于不锈钢零件的韧性氮化的盐浴软氮化工艺，其特征 在于：所述步骤S4中，后扩散处理时的处理温度为605℃‑620℃。 3.根据权利要求1所述的一种用于不锈钢零件的韧性氮化的盐浴软氮化工艺，其特征 在于：所述步骤S4中，后扩散处理时的处理温度为620℃‑650℃。 4.根据权利要求1所述的一种用于不锈钢零件的韧性氮化的盐浴软氮化工艺，其特征 在于：所述步骤S4中，后扩散处理时的处理温度为650℃‑750℃。 5.根据权利要求1所述的一种用于不锈钢零件的韧性氮化的盐浴软氮化工艺，其特征 在于：所述步骤S2中，用于氮碳共渗的盐浴的原料为混合盐，且所述混合盐的组分及其质量 百分含量如下：(NH) CO为35％‑40％，KOH为35％‑45％，Na CO 为15％‑30％；且所述混合盐 2 2 2 3 的熔点为447℃‑460℃，熔融态比重为1.70‑1.73。 6.根据权利要求1所述的一种用于不锈钢零件的韧性氮化的盐浴软氮化工艺，其特征 + + 在于：所述步骤S2中，用于氮碳共渗的盐浴的原料为混合盐，且所述混合盐中Na 与K 的比例 为1‑2:3‑4,碳含量的质量分数为0.75％‑0.95％，氮含量的质量分数为0.15％‑0.35％。 7.根据权利要求1所述的一种用于不锈钢零件的韧性氮化的盐浴软氮化工艺，其特征 在于：所述步骤S2中，盐浴氮碳共渗分为三个阶段，且每个阶段都比前一阶段升温15℃‑30 ℃。 8.根据权利要求1所述的一种用于不锈钢零件的韧性氮化的盐浴软氮化工艺，其特征 在于：所述步骤S2中，从盐浴氮碳共渗开始，每2‑3h从盐浴炉中取样测定其中氰化物浓度， 当氰化物质量百分比达到2wt％时，向炉中投入空气和含硫化合物至氰化物质量百分比低 于2wt％。 9.根据权利要求1述的一种用于不锈钢零件的韧性氮化的盐浴软氮化工艺，其特征在 于：所述步骤S3中，先在350‑420℃盐浴中冷却5‑10min，再使用流动水，且流动水清理盐迹 的方式为先以360‑373℃的流动水处理2‑3min，然后以1‑10℃/min的速度降至260‑310℃， 最后以5‑15℃/min的速度降至150‑250℃。 10.根据权利要求8所述的一种用于不锈钢零件的韧性氮化的盐浴软氮化工艺，其特征 在于：所述氰化物含硫化合物为硫化钠、硫化钾、亚硫酸钠或亚硫酸钾中的一种或多种。 2 2 CN 116497308 A 说明书 1/8页 一种用于不锈钢零件的韧性氮化的盐浴软氮化工艺 技术领域 [0001] 本发明涉及材料热处理的技术领域，尤其涉及一种用于不锈钢零件的韧性氮化的 盐浴软氮化工艺。 背景技术 [0002] 奥氏体不锈钢由于具有较强的耐腐蚀能力及耐热能力，在很多领域都有广泛的应 用；但常规的热处理没有办法对其进行强化，目前最常用的就是盐浴氮化，使表面获得一层 高硬度的氮化层，来提高其耐磨性能。 [0003] 氮碳共渗是同时向工件表面渗入氮元素和碳元素，而改变钢铁材料组织形态，进 而也改变钢铁材料在静载荷和交变应力下的强度性能、摩擦性、成型性以及耐腐蚀性。工件 经过氮碳共渗后，表面获得共渗组织，具有设备简单、操作简单、渗速快和生产成本低等优 点。 [0004] 现有技术中不锈钢零件的盐浴氮碳化工艺存在以下问题：1、常规氮化工艺为获得 更深的氮化层通常延长氮化时间，容易导致表面氮浓度明显升高，使得氮原子导致的体积 膨胀明显，从而极大的提升表面压应力，现象表现为氮化层具有脆性且尖锐的边角易产生 点状崩边；2、盐浴软氮化作为渗速非常快的渗氮方法，由于盐浴本身的特性，浓度的调节缺 乏机动性，调升可以通过添加药剂；而降低则只能通过消耗和自分解，漫长过程对于量产使 用而言，调降不具可操作性；；3、常规的盐浴氮化一般只能获得极薄(0.05mm左右)的氮化 层，且质硬而脆，缺乏韧性。 发明内容 [0005] 本发明克服了现有技术的不足，提供了一种用于不锈钢零件的韧性氮化的盐浴软 氮化工艺，旨在解决现有技术中如何提高盐浴所形成的氮化层，同时降低表面氮浓度，提高 盐浴后零件的韧性。 [0006] 为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种用于不锈钢零件的韧性氮化的 盐浴软氮化工艺，包括以下步骤： [0007] S1、装炉清洗：使用碱性清洗剂去除零件表面油脂后，将零件放置在热处理炉中； [0008] S2、预热共渗：提高热处理炉温度至300℃‑400℃并预热60‑80min，烘干水分后，在 550℃‑640℃温度下盐浴氮碳共渗3‑10h； [0009] S3、冷却清洗：采用流动水清洗去除零件表面残留的盐迹，随后在100℃‑130℃温 度下对零件表面水分进行烘干5‑8min； [0010] S4、扩散热处理：将零件重新装于预抽真空氮气保护热处理炉中，加热至605℃‑ 750℃，并保持处理时间为1‑3h； [0011] S5、冷却处理：扩散随炉冷却至300℃以下时出炉并空冷至室温，再根据零件的形 状选择正真适合的抛光工艺。 [0012] 步骤S3中通过直接水冷的方式，以防止在表面产生氧化物。 3 3 CN 116497308 A 说明书 2/8页 [0013] 本发明一个较佳实施例中，所述步骤S4中，后扩散处理时的处理温度为605℃‑620 ℃。 [0014] 本发明一个较佳实施例中，所述步骤S4中，后扩散处理时的处理温度为620℃‑650 ℃。 [0015] 本发明一个较佳实施例中，所述步骤S4中，后扩散处理时的处理温度为650℃‑750 ℃。 [0016] 通过调节扩散处理时的温度，可以降低表面氮浓度，降低氮化层脆性并适当增加 氮化层深度，将硬度降低的同时极大地提高工件的韧性。 [0017] 本发明一个较佳实施例中，所述步骤S2中，用于氮碳共渗的盐浴的原料为混合盐， 且所述混合盐的组分及其质量百分含量如下：(NH) CO为35％‑40％，KOH为35％‑45％， 2 2 Na CO 为15％‑30％；且所述混合盐的熔点为447℃‑460℃，熔融态比重为1.70‑1.73。 2 3 [0018] 本发明一个较佳实施例中，所述步骤S2中，用于氮碳共渗的盐浴的原料为混合盐， + + 且所述混合盐中Na 与K 的比例为1‑2:3‑4,碳含量的质量分数为0.75％‑0.95％，氮含量的 质量分数为0.15％‑0.35％。 [0019] 本发明一个较佳实施例中，所述步骤S2中，盐浴氮碳共渗分为三个阶段，且每个阶 段都比前一阶段升温15℃‑30℃，通过逐级增温并每级保温，提高氮化层在表面形成的牢固 性以及氮化的深度。 [0020] 本发明一个较佳实施例中，所述步骤S2中，从盐浴氮碳共渗开始，每2‑3h从盐浴炉 中取样测定其中氰化物浓度，当氰化物质量百分比达到2wt％时，向炉中投入空气和含硫化 合物至氰化物质量百分比低于2wt％，通过硫化物与氰化物的反应，减小氰化物含量，防止 对环境和人体产生伤害。 [0021] 本发明一个较佳实施例中，所述步骤S3中，先在350‑420℃盐浴中冷却5‑10min，再 使用流动水，且流动水清理盐迹的方式为先以360‑373℃的流动水处理2‑3min，然后以1‑10 ℃/min的速度降至260‑310℃，最后以5‑15℃/min的速度降至室温，依次使用高温水和低温 水，逐渐降温，防止工件产生残余应力，进而形成破损和崩边。 [0022] 需要说明的是，360‑373℃的流动水为21‑23MPa的高压环境下进行蒸煮后制备所 得的水。 [0023] 本发明一个较佳实施例中，所述含硫化合物为硫化钠、硫化钾、亚硫酸钠或亚硫酸 钾中的一种或多种。 [0024] 本发明解决了背景技术中存在的缺陷，本发明具备以下有益效果： [0025] (1)不锈钢表面氮化工艺通过对不锈钢进行盐浴氮碳共渗操作将不锈钢放入一定 浓度的盐浴中，调节其共渗温度，在不锈钢表面形成一层氮化层，在现有盐浴工艺中，盐浴 浓度的调升可以通过添加药剂，使其浓度迅速上升；而其浓度的降低，则只能通过消耗和自 分解，这个过程相对漫长，对于量产使用而言，调降不具可操作性；而本发明中通过后扩散 热处理，可以改善晶内偏析消除内应力，提高不锈钢工件的塑性和韧性。 [0026] (2)由于氮原子属于间隙原子，容易导致晶格畸变进而发生体积膨胀，当长时间渗 氮时，表面氮原子聚集，压应力明显上升，使表层氮化层具有明显的脆性，通过共渗时阶梯 式增加温度，并保温一段时间，缓慢升温可以有效地减小氮原子所造成的晶格畸变，同时共 渗前采用预热处理，在不锈钢工件表面形成一层氧化膜，对渗氮过程具有一定的促渗作用， 4 4 CN 116497308 A 说明书 3/8页 并且可以减小盐浴加热时产生的热应力,减小热冲击变形。 [0027] (3)本发明中在盐浴氮碳共渗结束后，添加了扩散热处理工序，通过退火使得晶格 运动活化能升高，一些缺陷释放多余能量并以更低能量的形式存在,表现为晶体内应力降 低、完整性提高,在光学上表现为晶体均匀性提高，从另一方面减小氮原子所带来的晶格畸 变以及晶格畸变所造成的表面脆性增加，解决了现有技术中增加盐浴氮碳时间会导致的尖 锐边角出现点状崩边的问题以及其他质量问题。 [0028] (4)传统盐浴共渗工艺在共渗过程中采用恒温并保持一段时间的方式进行共渗， 可能会导致单一温度形成的氮化层在不锈钢表面不够牢固或浮于表层，在本发明中则采用 阶梯式共渗温度，逐渐增加盐浴温度和时间，相当于增加共渗次数，而最终所形成的渗层深 度和表面硬度明显增加，且表面经过耐磨性测试后，耐磨性能也显著提高。 [0029] (5)通过在盐浴氮碳共渗后使用流动水清洗产品表面残留盐迹，也是以水冷方式 进行工件的冷却，可以防止在不锈钢工件表面产生氧化物；同时控制水温从较高的温度逐 渐减少到较低的温度，进行冷却的同时又可以防止急速的降温导致工件产生破碎或断裂等 损伤工件的现象。 [0030] (6)本发明中的扩散热处理可以有效地降低表面氮浓度，降低氮化层脆性，同时还 可以适当地增加氮化层深度；在选择不同的扩散温度时，可以获得不同表面硬度的不锈钢 工件，不锈钢盐浴软氮化后硬度通常都在1000‑1400HV，质硬且脆，而通过本发明的工艺，将 扩散温度调节至750℃以上时，可以获得700HV左右的硬度，极大地提高了工件的韧性。 [0031] (7)对于一般钢铁而言，为获得单相的ε则需要保持一定的盐浴浓度，而在该浓度 范围内用于不锈钢长时间氮化时，则其浓度偏高，本发明中利用扩散热处理，在高浓度盐浴 中进行氮碳化后，一方面可以改善表面结构，防止崩边和过脆等问题，另一方面可以根据需 求调节表面硬度和韧性，而不需调整盐浴碳氮化的浓度，使盐浴生产过程更加的顺畅，提高 了工作效率，也解决了现有技术中浓度调节不具有机动性，以及在量产使用中调降不具有 操作性的问题。 附图说明 [0032] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下， 还可以根据这些附图获得其他的附图； [0033] 图1是本发明的优选实施例的流程示意图； [0034] 图2是本发明的优选实施例的扩散温度对应硬度的曲线图； 具体实施方式 [0035] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本发明保护的范围。 [0036] 在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以 5 5 CN 116497308 A 说明书 4/8页 采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的 具体实施例的限制。 [0037] 如图1所示，一种用于不锈钢零件的韧性氮化的盐浴软氮化工艺的流程示意图，其 工艺包括以下步骤： [0038] S1、装炉清洗：使用碱性清洗剂去除零件表面油脂后，将零件放置在热处理炉中； [0039] S2、预热共渗：提高热处理炉温度至300℃‑400℃并预热60‑80min，烘干水分后，在 550℃‑640℃温度下盐浴氮碳共渗3‑10h，且盐浴氮碳共渗分为三个阶段，每个阶段都比前 一阶段升温15℃‑30℃； [0040] 采用阶梯式共渗温度，逐渐增加盐浴温度和时间，使得最终所形成的渗层深度、表 面硬度和耐磨性明显增加，避免了恒温共渗可能会导致的氮化层不牢固或浮于表面的情 况； [0041] S3、冷却清洗：先在350‑420℃盐浴中冷却5‑10min，再采用流动水清洗去除零件表 面残留的盐迹，且流动水清理盐迹的方式为先以360‑373℃的流动水处理2‑3min，然后以1‑ 10℃/min的速度降至260‑310℃，最后以5‑15℃/min的速度降至室温，随后在100℃‑130℃ 温度下对零件表面水分进行烘干5‑8min； [0042] 采用水冷的方式进行冷却可以避免氧化层的产生，同时阶梯式减小流动水的温 度，可以防止急速降温导致工件产生内应力而破碎或断裂的情况； [0043] S4、扩散热处理：将零件重新装于预抽真空氮气保护热处理炉中，加热至605℃‑ 750℃，并保持处理时间为1‑3h； [0044] 扩散热处理一方面可以降低表面硬度提高韧性，另一方面又可以加深氮化层的深 度，同时在不同扩散温度下能够获得不同表面硬度的不锈钢； [0045] S5、冷却处理：扩散随炉冷却至300℃以下时出炉并空冷至室温，再根据零件的形 状选择合适的抛光工艺。 [0046] 以上步骤完成后，根据产品外观颜色需求，需求为黑色时可以增加氧化工艺，最后 所得不锈钢产品，浸泡防锈油保存。 [0047] 优选地，步骤S2中，用于氮碳共渗的盐浴的原料为混合盐，且混合盐的组分及其质 量百分含量如下：(NH) CO为35％‑40％，KOH为35％‑45％，Na CO 为15％‑30％；且混合盐的 2 2 2 3 熔点为447℃‑460℃，熔融态比重为1.70‑1.73。 [0048] + + 优选地，步骤S2中，用于氮碳共渗的盐浴的原料为混合盐，且混合盐中Na 与K 的比 例为1‑2:3‑4,碳含量的质量分数为0.75％‑0.95％，氮含量的质量分数为0.15％‑0.35％。 [0049] 需要说明的是，步骤S2中，从盐浴氮碳共渗开始，每2‑3h从盐浴炉中取样测定其中 氰化物浓度，当氰化物质量百分比达到2wt％时，向炉中投入空气和含硫化合物至氰化物质 量百分比低于2wt％，其中含硫化合物为硫化钠、硫化钾、亚硫酸钠或亚硫酸钾中的一种或 多种。 [0050] 实施例一 [0051] S1、装炉清洗：使用碱性清洗剂去除零件表面油脂后，将零件放置在热处理炉中； [0052] S2、预热共渗：提高热处理炉温度至320℃并预热60min，烘干水分后，在550℃温度 下盐浴氮碳共渗1h后，提高温度至570℃进行盐浴氮碳共渗1h，最后提高温度至600℃进行 盐浴氮碳共渗1h； 6 6 CN 116497308 A 说明书 5/8页 [0053] S3、冷却清洗：先在350‑420℃盐浴中冷却5‑10min，再采用流动水清洗去除零件表 面残留的盐迹，且流动水清理盐迹的方式为先以360℃的流动水处理2min，然后以5℃/min 的速度降至280℃，最后以10℃/min的速度降至室温，随后在120℃温度下对零件表面水分 进行烘干7min； [0054] S4、扩散热处理：将零件重新装于预抽真空氮气保护热处理炉中，加热至610℃，并 保持处理时间为1h； [0055] S5、冷却处理：扩散随炉冷却至300℃以下时出炉并空冷至室温，再根据零件的形 状选择合适的抛光工艺。 [0056] 实施例二 [0057] S1、装炉清洗：使用碱性清洗剂去除零件表面油脂后，将零件放置在热处理炉中； [0058] S2、预热共渗：提高热处理炉温度至320℃并预热60min，烘干水分后，在550℃温度 下盐浴氮碳共渗1h后，提高温度至590℃进行盐浴氮碳共渗1h，最后提高温度至630℃进行 盐浴氮碳共渗1h； [0059] S3、冷却清洗：先在350‑420℃盐浴中冷却5‑10min，再采用流动水清洗去除零件表 面残留的盐迹，且流动水清理盐迹的方式为先以360℃的流动水处理2min，然后以5℃/min 的速度降至280℃，最后以10℃/min的速度降至室温，随后在120℃温度下对零件表面水分 进行烘干7min； [0060] S4、扩散热处理：将零件重新装于预抽真空氮气保护热处理炉中，加热至610℃，并 保持处理时间为1h； [0061] S5、冷却处理：扩散随炉冷却至300℃以下时出炉并空冷至室温，再根据零件的形 状选择合适的抛光工艺。 [0062] 实施例三 [0063] S1、装炉清洗：使用碱性清洗剂去除零件表面油脂后，将零件放置在热处理炉中； [0064] S2、预热共渗：提高热处理炉温度至320℃并预热60min，烘干水分后，在550℃温度 下盐浴氮碳共渗1h后，提高温度至590℃进行盐浴氮碳共渗1h，最后提高温度至630℃进行 盐浴氮碳共渗1h； [0065] S3、冷却清洗：先在350‑420℃盐浴中冷却5‑10min，再采用流动水清洗去除零件表 面残留的盐迹，且流动水清理盐迹的方式为先以360℃的流动水处理2min，然后以5℃/min 的速度降至280℃，最后以10℃/min的速度降至室温，随后在120℃温度下对零件表面水分 进行烘干7min； [0066] S4、扩散热处理：将零件重新装于预抽真空氮气保护热处理炉中，加热至700℃，并 保持处理时间为1h； [0067] S5、冷却处理：扩散随炉冷却至300℃以下时出炉并空冷至室温，再根据零件的形 状选择合适的抛光工艺。 [0068] 对实施例一、实施例二和实施例三进行测定可得，三者表面氮化层硬度分别为 1/2 1/2 1/2 1068HV、1105HV和813HV，断裂韧性分别为130MPa·m 、128MPa·m 和142MPa ·m ，氮化 层深度分别为0.102mm、0.12mm和0.14mm； [0069] 对比实施例一和实施例二可知，在共渗过程中，三个阶段的共渗温度跨度越大时， 所得氮化层的深度也越大。 7 7 CN 116497308 A 说明书 6/8页 [0070] 对比实施例二和实施例三可知，扩散热处理的温度越高，所得不锈钢表面的硬度 就越低，相对地，其韧性也有所提高。 [0071] 实施例四 [0072] S1、装炉清洗：使用碱性清洗剂去除零件表面油脂后，将零件放置在热处理炉中； [0073] S2、预热共渗：提高热处理炉温度至320℃并预热60min，烘干水分后，在550℃温度 下盐浴氮碳共渗1h后，提高温度至590℃进行盐浴氮碳共渗2h，最后提高温度至630℃进行 盐浴氮碳共渗3h； [0074] S3、冷却清洗：先在350‑420℃盐浴中冷却5‑10min，再采用流动水清洗去除零件表 面残留的盐迹，且流动水清理盐迹的方式为先以360℃的流动水处理2min，然后以5℃/min 的速度降至280℃，最后以10℃/min的速度降至室温，随后在120℃温度下对零件表面水分 进行烘干7min； [0075] S4、扩散热处理：将零件重新装于预抽真空氮气保护热处理炉中，加热至700℃，并 保持处理时间为1h； [0076] S5、冷却处理：扩散随炉冷却至300℃以下时出炉并空冷至室温，再根据零件的形 状选择合适的抛光工艺。 [0077] 1/2 对实施例四进行测定得，不锈钢表面硬度为866HV，断裂韧性为136MPa·m ，氮化 层深度为0.18mm； [0078] 对比实施例三和实施例四可知，共渗过程中三个阶段的共渗时间逐渐增加时，所 得不锈钢的表面硬度和氮化层深度均有所增加。 [0079] 实施例五 [0080] S1、装炉清洗：使用碱性清洗剂去除零件表面油脂后，将零件放置在热处理炉中； [0081] S2、预热共渗：提高热处理炉温度至400℃并预热80min，烘干水分后，在550℃温度 下盐浴氮碳共渗1h后，提高温度至590℃进行盐浴氮碳共渗2h，最后提高温度至640℃进行 盐浴氮碳共渗3h； [0082] S3、冷却清洗：先在350‑420℃盐浴中冷却5‑10min，再采用流动水清洗去除零件表 面残留的盐迹，且流动水清理盐迹的方式为先以360℃的流动水处理2min，然后以1℃/min 的速度降至260℃，最后以5℃/min的速度降至室温，随后在130℃温度下对零件表面水分进 行烘干8min； [0083] S4、扩散热处理：将零件重新装于预抽真空氮气保护热处理炉中，加热至700℃，并 保持处理时间为2h； [0084] S5、冷却处理：扩散随炉冷却至300℃以下时出炉并空冷至室温，再根据零件的形 状选择合适的抛光工艺。 [0085] 对比例一 [0086] S1、装炉清洗：使用碱性清洗剂去除零件表面油脂后，将零件放置在热处理炉中； [0087] S2、预热共渗：提高热处理炉温度至400℃并预热80min，烘干水分后，在550℃温度 下盐浴氮碳共渗1h后，提高温度至590℃进行盐浴氮碳共渗2h，最后提高温度至640℃进行 盐浴氮碳共渗3h； [0088] S3、冷却清洗：先在350‑420℃盐浴中冷却5‑10min，再采用流动水清洗去除零件表 面残留的盐迹，且流动水清理盐迹的方式为先以360℃的流动水处理2min，然后以1℃/min 8 8 CN 116497308 A 说明书 7/8页 的速度降至260℃，最后以5℃/min的速度降至室温，随后在130℃温度下对零件表面水分进 行烘干8min； [0089] S4、冷却处理：扩散随炉冷却至300℃以下时出炉并空冷至室温，再根据零件的形 状选择合适的抛光工艺。 [0090] 对实施例五和对比例一进行测定可得，二者表面氮化层硬度分别为847HV和 1/2 1/2 1213HV，断裂韧性分别为129MPa ·m 和92MPa ·m ，氮化层深度分别为0.151mm和 0.095mm； [0091] 对比实施例五和对比例一可知，采用扩散热处理所得的不锈钢工件表面硬度显著 低于常规共渗处理所得的不锈钢工件，且断裂韧性也有显著提高，同时扩散热处理也可提 高氮化层深度。 [0092] 对比例二 [0093] S1、装炉清洗：使用碱性清洗剂去除零件表面油脂后，将零件放置在热处理炉中； [0094] S2、预热共渗：提高热处理炉温度至400℃并预热80min，烘干水分后，在550℃温度 下盐浴氮碳共渗1h后，提高温度至590℃进行盐浴氮碳共渗2h，最后提高温度至640℃进行 盐浴氮碳共渗3h； [0095] S3、冷却清洗：采用流动水清洗去除零件表面残留的盐迹直至室温，随后在130℃ 温度下对零件表面水分进行烘干8min； [0096] S4、扩散热处理：将零件重新装于预抽真空氮气保护热处理炉中，加热至700℃，并 保持处理时间为2h； [0097] S5、冷却处理：扩散随炉冷却至300℃以下时出炉并空冷至室温，再根据零件的形 状选择合适的抛光工艺。 [0098] 1/2 对对比例二进行测定得，表面硬度为1042HV，断裂韧性为84MPa·m ，氮化层深度 为0.081mm； [0099] 对比实施例五和对比例一可知，采用扩散热处理在一定程度上可以加深氮化层深 度，其表面硬度也有所增加，但在测定前发现对比例二的不锈钢表面存在轻微崩点和裂纹； 由此可知降温的梯度设置可以最大程度的消除不锈钢表面及内部形成的残余应力，降低最 终产品的破裂、崩边或泵口的可能性，残余应力平衡导致的产品曲率和设计曲率的差异；因 此设置不同的持温段以防止不锈钢表面与环境之间，由于导热速度不同带来的温度差，进 而形成表面的品质缺陷和曲率失控。 [0100] 如图2所示，一种用于不锈钢零件的韧性氮化的盐浴软氮化工艺中不同扩散温度 对应硬度的曲线图，由图可知，常规盐浴软氮化后表面硬度通常在1000‑1400HV，而通过本 发明中扩散热处理时的温度调节，在不同扩散热处理温度下，SUS304不锈钢表面硬度可调 整至700HV左右。 [0101] 其具体对应关系为：当扩散温度范围为605‑620℃时，获得的氮化层硬度范围为 1020‑1200HV，且605℃时的硬度为1200HV，610℃时的硬度为1105HV，620℃时的硬度为 1020HV；当扩散温度范围为620‑650℃时，获得的氮化层硬度范围为916‑1020HV，且630℃时 的硬度为967HV，650℃时的硬度为916HV；当扩散温度范围为605‑620℃时，获得的氮化层硬 度范围为1020‑1200HV，且700℃时的温度为823HV，750℃时的硬度为753HV；当扩散温度大 于750℃时，获得的氮化层硬度范围为700‑753HV，且最低硬度无限趋近于700HV。 9 9 CN 116497308 A 说明书 8/8页 [0102] 因此，即使在高浓度盐浴中进行氮化处理后，也可以将硬度和韧性调整至所需范 围，免于调整盐浴氮化的浓度，使得盐浴氮化生产过程更加地顺畅，提高工作效率。 [0103] 以上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，必须要依据权利要求范围来确定技术性范围。 10 10 CN 116497308 A 说明书附图 1/2页 图1 11 11 CN 116497308 A 说明书附图 2/2页 图2 12 12
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