不銹鋼篩板的高溫滲溶氮處理方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于材料領域，涉及一種提高不銹鋼篩板耐磨性的方法，具體地講是一種利用高溫滲溶氮處理，在篩孔壁面獲得1-2_的高溫溶氮層，通過淬火工藝，獲得含氮的馬氏體或者奧氏體的方法，在保持不銹鋼耐蝕性基礎上，顯著提高篩板表面及孔眼壁面耐磨性的技術。
【背景技術】
[0002]不銹鋼篩板具有良好的耐蝕性，它具有很高的剛度和承載能力，可以作成各種形狀的剛性的篩分過濾裝置，廣泛應用于各行業中的篩分、過濾、脫水、脫泥等作用。目前，煤炭、冶金、石礦、化工、食品等行業的分級篩選、過濾作業使用的篩板，在篩分、過濾物料、液體時，顆粒物料的運動會對篩板造成嚴重的磨損、腐蝕，常常造成篩板表面和篩孔邊緣磨損，影響物料篩選的精度，使得篩板的使用壽命降低。篩板的更換會延長生產周期，造成低的生產效率。近年來，對于提高篩板耐磨性的問題，人們在篩板的開發研宄方面做了大量的研宄，開發了一系列的新型耐磨篩板。比如:
[0003]中國專利公開號CN85108914A公開了一種具有堆焊耐磨層的金屬篩板制作方法。在鋼板上先加工好篩孔，用耐高溫的非金屬膏將篩孔填平，再用電弧或等離子弧將耐磨和金堆焊在帶孔鋼板的表面上。但由于堆焊層與篩板基體結合強度低，在高沖擊應力下，此篩板的堆焊耐磨層容易開裂和脫落，影響篩板的使用壽命。
[0004]中國專利公開號CN101182616采用超高錳鋼材料鑄造篩板，在較大沖擊負荷或接觸應力作用下，超高錳鋼篩板表面層能夠產生加工硬化，并有馬氏體及ε相沿晶面滑移形成，使得表面硬度急劇升高，內部保持良好的塑韌性，達到篩板在篩選物料時具有良好耐磨的效果。但超高錳鋼篩板在較低沖擊應力下，不能產生沖擊硬化效果，所以在較小沖擊負荷情況下不能發揮良好的耐磨特性。
[0005]中國專利公開號CN102500548A介紹了一種復合鋼絲網篩板，采用熱硫化的方式將不銹鋼鋼絲網硫化在篩板骨架上，提高了篩板的壽命。但該復合鋼絲網篩板在連接篩板和橡膠板時選用的是粘結劑粘結，對于腐蝕性強，沖擊能量高的物料篩分時，該復合鋼絲篩板粘結處容易發生開裂、破損、脫離等現象，使得更換篩板的周期縮短，提高整體成本。
[0006]中國專利公開號CN2334502中介紹了一種防堵耐磨篩板，彈性橡膠下硫化一加強連接板。但兩者耐磨篩板均粘結有一層橡膠板，由于橡膠板機械強度低，易破損，且許多煤炭和石礦的物料均有一定的腐蝕性，大大降低了橡膠板的使用壽命，橡膠板一旦遭到破壞，其整體篩板就不能使用。
[0007]中國專利公開號CN201012359介紹了一種高耐磨陶瓷橡膠篩板，在橡膠層和金屬骨架上鑲嵌陶瓷塊，提高篩板耐磨性，但是該篩板采用橡膠板、金屬骨架和陶瓷塊多種材料粘結復合而成，各層的粘結強度低，在經受巨大物料沖擊時容易引起陶瓷塊的脫落，加劇篩板的損壞。
[0008]上述專利雖然對不銹鋼篩板制作和結構上做了大量改進，大大提高了篩板過濾效果，但得到的不銹鋼篩板壽命不能滿足使用要求。
【發明內容】
[0009]為了解決了篩板在惡劣工況環境下的腐蝕和磨損問題，本發明提供一種高溫滲溶氮處理方法以提高不銹鋼篩板耐磨蝕，對不銹鋼篩板進行高溫滲溶氮處理，在篩孔壁面獲得1-2_的高溫溶氮層，通過淬火工藝，獲得含氮的馬氏體組織，能顯著提高篩板表面及孔壁的耐磨性又不降低耐蝕性。
[0010]為了達到上述目的，本發明采取的技術方案是:
[0011]第一步:不銹鋼篩板表面預處理
[0012]對不銹鋼篩板表面采用通用的化學鍍Ni預處理方法進行處理，分為清洗-活化兩個步驟:先使用酒精或汽油徹底清除不銹鋼篩板工件表面的油污，再對不銹鋼篩板工件表面進行酸洗破除工件表面的氧化膜；
[0013]所述的不銹鋼酸洗液配方:鹽酸(P = 1.19克/厘米3):280-330ml/L、硫酸(P=1.84克/厘米 3):190-240!111/1、乙醇(^ 99.7% ):110_130ml/L、六次甲基四胺:2_3g/L、雙氧水(30% ):230-280ml/L 和水:190ml/L ；
[0014]所述的酸洗溫度優選15_30°C，酸洗時間優選3_5min ;
[0015]第二步:化學閃鍍鎳
[0016]待酸洗去除不銹鋼篩板表面氧化膜后立即將其浸入閃鍍鎳溶液中，在進行閃鍍鎳時，應先對不銹鋼篩板在鍍槽中預浸10-15min以后再通電，通電后鍍件在鍍槽中停留3-5min，從而形成帶有化學閃鍍Ni預活化層的不銹鋼篩板，閃鍍鎳后經清洗烘干后必須迅速放入氮化爐中；
[0017]所述閃鍍鎳溶液配方:氯化鎳:210-250g/L、鹽酸:125_135g/L ;
[0018]要求閃鍍溫度為室溫，通電電流優選密度:6-8A/dm2;
[0019]第三步:高溫溶氮處理
[0020]將帶有化學閃鍍Ni預活化層的不銹鋼篩板放入氮化爐中，升溫前應先送氮氣排氣，排氣10分鐘后，將控溫儀表設定到200°C，邊排氣邊加熱，200°C保持Ih排氣；再將控溫儀表設定到1050?1150 °C的溶氮溫度，保持爐內正壓，排氣口有較小氣流向上的壓力，當爐溫升到600°C保溫Ih ;然后再將氮氣壓力調大，爐內壓力設定為l_2bar，保持滲氮2_4h ;再將氮氣壓力調小，但使爐內維持正壓，切斷電源停止加熱，將工件移至真空淬火室，進行高壓氣體淬火，待溫度降到150°C以下時可停止淬火出爐；從而獲得固溶氮的馬氏體或者奧氏體，深層深度達到l_2mm，硬度可提高1.2-1.7倍，對于Cr 13型馬氏體不銹鋼篩板硬度可達到 750-780HV。
[0021]下面通過原理說明本發明技術的可行性。
[0022]對含有大量的形狀各異孔眼的不銹鋼篩板，首先將其浸入化學鍍鎳溶液中對表面進行化學閃鍍Ni預活化，在篩板表面和孔眼壁面形成分散的納米Ni顆粒。然后在氮化爐中中加熱到1050-1150°C，以純氮氣為溶氮介質進行氣體滲氮，壓力l_2bar。篩板表面和孔眼壁面的納米Ni顆粒對表面N2的分解、吸附、擴散起到催化劑的作用。保溫2-4小時，然后在保護氣體下淬火，獲得固溶氮的馬氏體或者奧氏體，硬度提高1.5-2倍，深度達到l-2mm。因為不銹鋼網孔的通透性，氣體充分流通，獲得的溶氮層厚度均勻。因為氮具有穩定奧氏體且擴大奧氏體相區，顯著提高馬氏體、奧氏體不銹鋼的強度、硬度而不降低其斷裂韌性，提高不銹鋼的耐蝕性，特別是耐局部腐蝕等優勢，使得不銹鋼篩板的使用壽命得到大幅度延長。
[0023]本發明的有益效