1.一种预氧化、离子渗氮、离子氮氧共渗三步复合表面改性处理方法,其特征是:包括以下步骤:(1)将原始态钢加工切割成试样;
(2)将试样进行调质处理,打磨处理后在有机溶剂中进行超声清洗、烘干;
(3)将试样置于离子氮化炉中,抽真空至10Pa以下,通入氢气溅射30min,炉内压力保持
300Pa;关闭氢气,先后进行预氧化、离子渗氮和离子氮氧共渗三步表面处理,离子渗氮和离子氮氧共渗两种表面处理的保温时间共4h,处理完成后冷却至室温,原始态钢为优质碳素结构钢的一种,
所述的步骤(3)中预氧化表面处理具体操作为:将炉温升高到300℃,通入空气流量为
3L/min,炉内压力设为自由压,预氧化45min,
所述的步骤(3)中离子渗氮表面处理具体操作为:采用氮气和氢气混合气体,氮气与氢气的流量分别为200ml/min和600ml/min,气体压力保持在400Pa,温度为550℃,时间为1~
3h,
所述的步骤(3)中离子氮氧共渗表面处理具体操作为:采用氮气、氢气和空气混合气体,氮气、氢气和空气的流量分别为200ml/min、600ml/min和200ml/min,气体压力保持在
400Pa,温度为550℃,时间为3~1h。
2.根据权利要求1所述的一种预氧化、离子渗氮、离子氮氧共渗三步复合表面改性处理方法,其特征是:所述的步骤(1)中原始态钢优选45钢,试样尺寸为10mm×10mm×5mm。
3.根据权利要求1所述的一种预氧化、离子渗氮、离子氮氧共渗三步复合表面改性处理方法,其特征是:所述的步骤(2)中调质处理为先升温至840℃保温7.5min,水冷至室温,再升温至560℃保温30min,空冷至室温。
4.根据权利要求1所述的一种预氧化、离子渗氮、离子氮氧共渗三步复合表面改性处理方法,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,在有机溶剂中进行超声清洗为试样浸泡于20ml的无水乙醇中进行超声波清洗
15min。
5.根据权利要求1所述的一种预氧化、离子渗氮、离子氮氧共渗三步复合表面改性处理方法,其特征是:所述的步骤(3)中氢气溅射的氢气流量为500ml/min,冷却方式为随炉冷却,冷却后采用DMI-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。
6.采用权利要求1所述的一种预氧化、离子渗氮、离子氮氧共渗三步复合表面改性处理方法,其特征是:处理后的试样表层获得优异的化合物层厚度。