金屬物體的雙重表面處理的制作方法

專利名稱：金屬物體的雙重表面處理的制作方法
技術領域：
本發明涉及用于加熱金屬基片以在基片上獲得擴散表面層的方法 和裝置。
背景技術：
雙重表面處理通常包含在基片上形成氮化表面，接著將涂層例 如氮化鈦或氮化鉻物理氣相沉積或將碳滲碳氮化到表面上作為粘附涂 層。在氮擴散向表面而在表面上制備氮化鉻或氮化鈦或氮化碳層的同 時，在將表面化材料擴散到基片的表面區中的地方也進行一些工作。 歐洲專利Nos. 0471276、 0252480、 0303191和國際公開號WO/47794 的公布專利說明書公開了這樣的處理方法。這樣的方法能提供進行較 好的表面處理，這是因為表面層是擴散層并且不簡單地是粘附到基片 的涂層，但是已經證明達到該理想結果所需要的材料和參數的實際控 制相當困難。與反應性氣體或可燃燒氣體例如氫氣和/或氨混合的卣化 物氣體例如HC1的使用，在混合氣體面板建造中產生問題。鹵化物氣 體可以在低溫下與氨瞬間反應，形成氯化銨，氯化銨可以堵塞氣體管 道，并且甚至漏回到氣體傳輸設備的電磁闊和流量計中，引起對該設 備的堵塞和潛在損害。因此，需要從鹵化物氣體中離析出可能的反應 性氣體直到它們即將混合在流化床爐中，然后與金屬粉末反應以獲得 需要的金屬擴散。但是，當氣體分開地引入到流化床中時，在該床內 難以使氣體均勻混合，然后難以均勻地處理正在處理的產物。發明內容因此，本發明的目的是提供能在金屬基片上可靠、安全并經濟地 形成擴散表面層的方法和用在該方法中的設備。根據本發明的第一方面，提供一種在金屬基片表面上形成擴散表 面層的方法，所述方法包括(i) 在第一階段中，形成從已經擴散氮的所述基片的表面向內延伸 的擴散區，以形成氮化物或碳氮化物內區和外白色層，所述白色層基 本沒有多孔性；(ii) 處理在所述第一階段中形成的基片，以防止在所述表面上形 成表面氧化物或去除在所述表面上形成的任何所述表面氧化物；和(iii) 在與所述第一階段分開的第二階段中，將如(ii)限定處理的金 屬基片保持在低溫下在惰性氣氛中操作的含有惰性顆粒難熔材料的流 化床爐內，用惰性氣體流流化所述流化床爐的顆粒難熔材料，并且在 鹵化物氣體和顆粒金屬或金屬合金存在下處理所述流化床爐中的基 片。在一個優選實施方案中，處理步驟(ii)可以包括機械處理例如拋光表面以去除任何所述表面氧化物。在前述的備選中，在維持惰性氣氛 包圍基片的同時，可以將來自第一階段的基片轉移到第二階段。在再 一個可能的備選中，在該方法第二階段中經處理去除任何現有的表面 氧化物。該方法第二階段中這樣的處理可以包括用鹵化物氣體和氫 氣的組合處理基片表面。盡管一般優選在通常與該方法第二階段中使用的流化床爐分開的 流化床爐中進行該方法的第一階段，但是這不是必要的，該方法第一 階段可以在鹽浴、氣體熱處理裝置或真空等離子體裝置中的任一種中 實施。也可以在同一流化床爐中進行該方法的第一和第二階段，但是 在不同時間。在進一步優選的方面中，可以采用給流化床爐供應氨氣來進行該 方法的第一階段，所述氨氣小于至流化床爐的全部氣體流量的20%。 通常地，氨氣包含至該方法第一階段使用的至流化床爐的總氣體流量 的5%-10%。通常地，金屬基片可以用金屬材料例如鐵基金屬包括鋼和鋼合金 以及用鈦、鋁和鈦與鋁的合金制造。優選金屬基片是預制的或預機械 加工的金屬產品。優選可以通過將鹵鹽或酸引入到流化床爐獲得鹵化物氣體。齒化 物氣體可以從HC1形成。通常地，在進入到流化床爐中之前，將前述 鹵化物氣體與惰性載氣混合，進入流化床爐的含有惰性顆粒難熔材料 的區的卣化物氣體和所述惰性載氣從其下部區域進入。優選卣化物氣體包含流化流化床爐的惰性載氣的0.2%-3%，并且優選在進入流化床爐之前加熱。可以通過與至少一部分流化床爐熱交換發生前述鹵化物 氣體的加熱，例如通過用于鹵化物氣體/惰性載氣穿過流化床爐的含有 顆粒材料的區到流化床爐的下部區域的傳輸構件。用于鹵化物氣體的 惰性載氣可以與用來在流化床爐中流化顆粒材料的惰性氣體相同或不 同。用來流化流化床爐的惰性氣體可以選自惰性氬氣或惰性氮氣。優選引入到流化床爐中的顆粒難熔材料中的顆粒(粉末)金屬或金屬合金選自IVA、 VA、 VIA或VIIA族的金屬、鐵、或這些金屬的 合金。顆粒金屬或金屬合金可以選自鉻、鈦、釩、鈮、鉭、鎢、鉬和 錳或這些金屬的合金，包括鐵基合金。通常地，相對于流化床爐中顆粒難熔材料，顆粒材料的百分比為5 重量％-30重量％。優選流化床爐的操作溫度低于75(TC，優選低于700 'C。流化床爐的操作溫度為500'C-700°C。基片在流化床爐內的處理時 間為1-16小時，更優選為3-8小時。根據進一步的方面，本發明還提供一種形成從已經擴散氮的金屬 基片表面向內延伸的擴散區以形成氮化物或碳氮化物內區和外白色層 的方法，所述方法包括將金屬基片放在在不大于70(TC的溫度下操作 的流化床爐中，以及以不大于至所述流化床爐的總氣體流量的20%的量供應氨氣。優選至流化床爐的氨氣流量可以為至流化床爐的總氣體流量的3%-15%，優選5%-10% 。依據第二方面，本發明還提供一種用于熱處理金屬基片的流化床 爐，所述流化床爐包括* 蒸餾器，其具有用于將金屬基片引入到所述蒸餾器中和從所 述蒸餾器移出金屬基片的入孔，并且含有在使用中適于被流化的惰性 顆粒難熔材料；* 熱供應構件，其在所述蒸餾器內維持預定的溫度或溫度范圍；* 第一氣體供應構件，其被布置以提供通過分布器構件在所述 蒸餾器的下部區域進入所述蒸餾器的第一惰性氣體流，以在所述蒸餾 器中流化顆粒難熔材料；* 第二氣體供應構件，其被布置以與所述第一惰性氣體流分開 地提供在所述蒸餾器下部區域或附近進入所述蒸餾器的第二氣體流， 所述第二氣體供應構件包括加熱構件，以在所述第二氣體流進入蒸餾 器之前加熱所述第二氣體流；* 這樣的構件，其以預定比例將鹵化物氣體與惰性載氣組合， 以形成所述第二氣體流；* 蓋構件，其用于打開或關閉所述入孔，在處理過程期間所述 蓋構件關閉所述入孔；和* 第一密封構件，當定位所述蓋構件以關閉所述入孔時，所述 第一密封構件可在所述蓋構件和所述蒸餾器之間操作。優選前述流化床爐的第一密封構件包括第一內周邊密封和第二外 周邊密封，各自圍繞所述蒸餾器入孔，并在它們之間限定第一密封區， 配備構件以將加壓惰性氣體引入到所述第一密封區，從而在使用中所 述第一密封區中的任何惰性氣體以朝著提供通道的入孔的方向趨于泄 漏到所述蒸餾器。通常地，第一密封構件包括位于所述第一內周邊密 封內的第三周邊密封，所述第三周邊密封包括周邊法蘭部分，當定位 蓋構件以關閉所述入孔時所述周邊法蘭部分可定位在含有惰性顆粒難熔材料的區域中，給所述區域配備氣體流供應構件以至少在蓋構件正 被移向關閉所述入孔的位置時流化其中的惰性顆粒難熔材料。蓋構件可以包括打開或關閉機構，打開或關閉機構能在軸向上以 打開方向將蓋構件移離入孔，然后圍繞與蒸餾器的縱向軸平行并間隔 開的樞軸線旋轉，當移動蓋構件以關閉所述入孔時，發生相反移動。 可以將蓋構件容納在中間膛內，通過中間膛實現從所述入孔進入或出 來，所述中間膛包括與所述蒸餾器的入孔成直線的中間入孔，除中間 入孔和所述蒸餾器的入孔外，所述中間膛提供圍繞所述蓋構件的密封 區。流化床爐可以進一步包括限定通過轉移容器入孔進入的內部保留 區的轉移容器構件，當將轉移容器入孔定位在中間膛的中間入孔附近 時可在所述轉移容器構件和所述中間膛之間共同操作第二密封構件。 通常地，與第一密封構件類似地配置第二密封構件。轉移容器構件可 以包括可選擇性地打開或關閉所述轉移容器入孔的轉移容器蓋構件， 當容器蓋被移到關閉所述轉移容器入孔的位置時，第三密封構件被配 備可在所述轉移容器蓋構件和轉移容器入孔之間操作。通常地，與所 述第一密封構件類似地配置第三密封構件。轉移容器構件可以進一步 包括打開或關閉它的操作機構，所述操作機構能在軸向上以離開轉移 容器入孔的打開方向移動轉移容器蓋構件，然后圍繞與轉移容器的縱 向軸平行并間隔開的樞軸線旋轉，當移動轉移容器蓋構件以關閉所述 轉移容器入孔時，發生相反移動。優選當操作地嚙合第二密封構件時，對齊蒸餾器入孔、中間膛的 入孔和轉移容器的入孔，能將待處理的基片轉移到所述蒸餾器和從蒸 餾器轉移到轉移容器。通常地，配備惰性氣體供應構件以將惰性氣體 可選擇性地供應到所述轉移容器，從而當關閉轉移容器蓋構件時，或 當打開它但在將待處理基片從所述轉移容器轉移到所述蒸餾器的同時 嚙合第二密封構件時，使能在其中保持惰性氣氛。還可以布置惰性氣體供應構件以將惰性氣體可選擇性地供應到所述中間膛。流化床爐可以進一步包括從所述蒸餾器通過粗砂收集構件通向廢 氣處理構件的廢氣流動通道，所述氣體流動通道包括從所述通道刮除 固體沉積物并將其移到所述收集構件中的刮除構件。在另一種可能的 布置中，流化床爐可以進一步包括自所述蒸餾器導向的廢氣流動通道 和將預定量的顆粒金屬或金屬合金通過所述廢氣流動通道傳遞到所述 蒸餾器中的計量構件，當發生最小或沒有廢氣流動時，發生所述傳輸。根據本發明的另一方面，提供一種用于處理金屬基片的流化床爐， 所述流化床爐包括* 蒸餾器，其具有用于將金屬基片引入到所述蒸餾器中和從所 述蒸餾器移出金屬基片的入孔，并且含有在使用中適于被流化的惰性 顆粒難熔材料；* 熱供應構件，其在所述蒸餾器內維持預定的溫度或溫度范圍；* 第一氣體供應構件，其被布置以提供通過分布器構件在所述 蒸餾器的下部區域進入所述蒸餾器的第一惰性氣體流，以在所述蒸餾 器中流化顆粒難熔材料；* 蓋構件，其用于打開或關閉所述入孔，在處理過程期間所述 蓋構件關閉所述入孔；和* 第一密封構件，當定位所述蓋構件以關閉所述入孔時，所述 第一密封構件可在所述蓋構件和所述蒸餾器之間操作；所述第一密封構件包括圍繞所述入孔的第一密封膛和這樣的構 件，所述構件用于將惰性氣體供應并維持到所述第一密封膛，從而所 述第一密封膛中惰性氣體具有比大氣高且至少在處理過程期間比所述 蒸餾器內的氣體壓力高的壓力。通常地，第一密封構件的第一可共同操作的密封嚙合表面將第一 密封膛與所述蒸餾器分開。第一密封構件的第二可共同操作的密封嚙 合表面可以將第一密封膛與大氣分開。通常地，布置來自第一密封膛的惰性氣體，以優選通過所述第一可共操作的密封嚙合表面泄漏向蒸 餾器。本發明該方面的另一優選特點提供給第一密封構件，包括相對于 第一密封膛向內布置的圍繞所述入孔的第二密封區，所述第二密封區 具有周邊法蘭部分，當定位蓋構件以關閉所述入孔時所述周邊法蘭部 分可定位在含有惰性顆粒難熔材料的區域中，給所述區域配備氣流供 應構件以至少在蓋構件正被移到關閉所述入孔的位置時流化其中的惰 性顆粒難熔材料。根據本發明的再一優選方面，提供一種流化床爐處理布置，包括(i) 至少兩個相互相鄰布置的流化床處理設備；(ii) 可打開并可關閉的密封布置，其用于每個所述流化床處理設 備的入孔構件以使待處理的金屬物體被引入到所述流化床處理設備中 或從所述流化床爐處理設備移出；(iii) 加熱構件，用于在處理階段期間將所述流化床處理設備中的 至少一個維持在預定的溫度或溫度范圍；(W)流化氣體供應構件，其配備給每個所述流化床處理設備；(v) 可密封膛，其位于流化處理設備上方，并且密封地圍繞通向所 述流化床處理設備的所述入孔構件；(vi) 這樣的構件，其在處理過程期間在所述可密封膛內供應并維 持惰性氣氛；(vii) 物體處理機構，其位于所述可密封膛內，用于將所述金屬物 體引入到所述流化床處理設備中或從所述流化床爐處理設備移出，并 且用于在所述流化床處理設備之間移動待處理的金屬物體；和可密封進入構件，其能使待處理的所述金屬物體被布置在所述可 密封膛內的所述物體處理機構上。


此后將參照附圖描述大量優選的實施方案圖1是能用在本發明實施中的流化床爐布置的一部分的橫斷面視圖；圖2a和2b是可用在圖1的裝置中或適用于本文公開的其它設備中的密封布置的橫斷面視圖；圖3是表示根據本發明的處理過程中一系列步驟(a)-(f)的示意圖； 圖4是可在處理蒸餾器、中間膛和轉移容器之間操作的密封布置的橫斷面視圖；圖5表示已經令人滿意地完成所述過程的第一階段的金屬基片的 微觀結構；圖6表示沒有令人滿意地完成所述過程的第一階段的金屬基片的 微觀結構；圖7是表示擴散到根據本發明制備的AISI H13熱加工工具鋼的表 面的鉻的原子百分比成分分析圖；和圖8是圖7中所指的AISI H13熱加工鋼的微觀結構。如本文使用的，"白色層"旨在指在氮化或滲碳氮化過程期間在 金屬表面上形成的金屬氮化物、金屬碳氮化物或其混合物。在鐵金屬 基片的情況中，白色層將是氮化鐵或碳氮化鐵，通常為e和/或7形式。現在參照示意地表示根據本發明的優選形式的流化床處理設備的 相關零件的圖l、 2a、 2b和4，從前面的公開內容理解，至少熱處理過 程的第一階段不需要在流化床熱處理設備中完成。
具體實施方式
如圖1所示，裝置包含具有內蒸餾器11的流化床爐10，所述內蒸 餾器11含有顆粒惰性難熔材料12，如氧化鋁(A1203)，但是，可以 使用其它這樣的惰性難熔材料。該爐包括外絕緣層13和可以通過燃燒 燃料氣、電阻加熱或任何其它合適方法以任何通常方式加熱的加熱區 14。在圖中，用供應燃料氣的燃燒器16加熱加熱區14。在蒸餾器11 的底部，配備一級惰性氣體供應管線17用于需要時流化難熔材料12。氣體供應管線17通向由一級分布器18和二級分布器19組成的氣體分 布系統，二級分布器19通常具有多孔性材料構造，旨在防止氣體流在 蒸餾器內流動，從而可以均勻地流化和熱處理。配備另外的氣體傳輸 管線20，從而可以將鹵化物氣體和與鹵化物氣體混合的惰性載氣通過 與分布器18/19分開的另外的分布器21引入到蒸餾器底部中。分布器 21可以位于蒸餾器11下部區域的粗難熔材料區80中。作為備選，根 據位于蒸餾器下部區域中的分布器21，傳輸管線20'可以如虛線所示地 通過蒸餾器底部或其它地方進入。在該布置中，在將鹵化物和惰性蓋 氣體返回到蒸餾器11下部區域的分布器21之前，傳輸管線20'可以向 上通過和包括一個或多個加熱線圈81。加熱線圈81通常就在粗難熔材 料區80上方或就在其內。優選在蒸餾器11外部徹底混合鹵化物氣體 和惰性載氣，進一步優選在混合氣體進入蒸餾器之前被加熱。通常通 過與流化床處理爐的區域熱交換進行加熱。用所示的布置，當管線20 向下通過蒸餾器中加熱的難熔材料時，進行外部混合氣體的加熱。其 它布置同樣可以。例如，可以在蒸餾器內的管線20中配備傳輸管道的 一個或多個線圈。或者，傳輸管線20可以通過加熱區14， 一個或多個 線圈位于區14中。使用計量和混合設備(未顯示出)保證處理過程使 用的鹵化物氣體和惰性載氣/流化氣體的合適比例。廢氣通道22從蒸餾器11的上部區域導出，從而廢氣可以以可控 的方式逸出，為安全目的可以在下游被處理(未顯示出)。 一些難熔 材料可以沿著該通道逸出，并且通常將該材料收集在粗砂收集箱或容 器23中。 一些反應產物隨時可以在該通道22中固化，可能最終導致 該通道堵塞。因此，配備刮除機構24以刮除這樣的材料，優選刮回到 收集箱23中。通常地，也可以通過廢氣通道22引入顆粒金屬或金屬 合金(用于用在處理過程中)。用于這樣的顆粒金屬的儲存區25配備 計量閥等26，以將所需量的金屬粉末傳輸到通道22中。然后，需要時 可以使用刮除機構24將該金屬推到蒸餾器中。優選在該床塌落(即不 操作)時完成該動作，使得沿著通道22在向外方向上沒有氣流或存在 最小氣流。'如圖1所示，第一密封構件27的一部分被布置在通向蒸餾器11的內部區的上入孔28周圍。在圖2a或2b中更好地看到第一密封構件 27的特點，圖中與用于上入孔28的蓋構件29操作地顯示它們。第一 密封構件27包含由蓋構件29上環形法蘭31形成的第一外密封零件30， 環形法蘭31與位于構件35上的兩個環形且徑向間隔開的法蘭33、 34 之間的密封材料32嚙合，構件35被固定到蒸餾器11并圍繞入孔28。 第一密封構件27進一步包括由環形法蘭37形成的第二內密封零件36， 環形法蘭37被支撐在構件35上并與位于蓋構件29上的外法蘭31與 蓋構件29攜帶的位于更向內的環形法蘭39之間的密封材料38嚙合。 密封材料32或38可以是能在該爐用的相關操作溫度下操作的任何可 壓縮密封材料，但是，可以包括陶瓷纖維或VITON (注冊商標)橡膠 材料。當如圖2a所示操作地嚙合第一密封構件27時，在法蘭31和37 之間建立密封區40。氣體分布器管41位于該區40中，它通過在42處 示意顯示的管線外部地供應，以將氮氣或一些其它惰性氣體在如果可 以泄漏使這樣的氣體泄漏向蒸餾器開口 28的壓力下傳輸到該區40，從 而防止氧氣進入到蒸餾器11中。密封構件27進一步包括由內環形法 蘭39形成的第三密封零件43，環形法蘭39被嚙合在含有通常與蒸餾 器ll內含有的類型相同的惰性難熔顆粒材料45的區44中。顆粒材料 45被通過管線46傳輸到分布器47的惰性氣體供應流化，因此當蓋構 件29移到所示的關閉位置時，至少輔助法蘭39進入到顆粒材料45中。在圖2b所示的密封布置中，從在兩個環形法蘭82、 83限定密封 區84的外周蒸餾器零件或構件35向上站立地布置兩個環形法蘭82、 83。法蘭82、 83被焊接或固定到蒸餾器零件35上，具有不同的周長， 以獲得密封區84。法蘭82的上邊緣85、 86壓到蓋構件或蓋子29中環 形凹槽88內的合適密封材料87中并用其密封。優選法蘭82的上邊緣 85邊緣上比法蘭83的上邊緣86低，從而如果密封區84發生氣體泄漏， 將優先泄漏向蒸餾器11里，而不是它的外邊。密封材料87可以是上 面討論的用于圖2a的密封材料32、 38的相同類型的材料。配備惰性氣體傳輸管42以將惰性氣體(例如氮氣)傳輸到密封區84內的分布器 環41，使得當使用爐10并關閉蓋構件29時，用惰性氣體加壓密封區 84，該惰性氣體的壓力比大氣壓高且比蒸餾器內的壓力高。"可以" 在通過上法蘭邊緣85、 86的兩個方向上發生密封區84的氣體泄漏， 但是，優先地，如果確實發生泄漏，將通過邊緣85朝著蒸餾器泄漏回。 因此，在不使不需要的氧氣從外部大氣進入蒸餾器下，在蒸餾器內維 持所需的氣氛。在密封區84內配備另外的環形法蘭89，在它們之間布 置熱絕緣材料87，熱絕緣材料87可以是與上面討論的密封材料87相 同的材料。難熔顆粒材料90可以如圖2b所示地累積，但是在該材料 相對于水平的傾斜度為約60'的位置，另外，在任何惰性氣體通過法蘭 邊緣85向內泄漏的幫助下，這樣的材料因重力將落回到蒸餾器ll中。 這樣，防止難熔材料從蒸餾器逸出或保持在很低水平。通常地，將密 封區84的體積保持到最小值以使惰性氣體使用最小化。蓋子或蓋構件 29攜帶處理籃(或類似的)支撐設備91，并且絕緣蓋構件29通常至 少防止熱損失。在一些應用中，特別當間歇處理時，也可以理想地在 蓋子或蓋構件29中包括冷卻線圈或管，以在處理操作末端需要時冷卻 爐10。蓋子或蓋構件29也可以任選地攜帶活塞92，以使處理床上方 的空間最小化。圖4表示用于操作蓋構件29的一個優選操作機構48。機構48包 括連接到蓋構件29的驅動構件49，驅動構件49能將蓋構件軸向地移 離入孔28，然后圍繞旋轉軸50旋轉它。如圖4所示，蓋構件29完全 容納在由支架52限定的中間膛51內。支架52具有上中間膛入孔53， 上中間膛入孔53—般與通到蒸餾器11中的入孔28成一直線。當蓋構 件29處于關閉位置或打開位置時，蓋構件29仍完全在中間膛51內， 除每側的開口28和53外，中間膛51被密封。圖4還圖示了傳輸容器54，在維持其內惰性氣氛的同時，能傳輸 待處理的零件。容器54其上端基本關閉，在其下表面具有入孔56。配 備第二密封構件57，當處于圖4所示位置時，適于將容器54的下表面密封到中間膛51的支架52。第二密封構件57的結構和操作通常與上 面討論的第一密封構件27的那些相同。容器54的下入孔56也被具有 可在蓋構件58和圍繞開口 56的容器零件之間操作的第三密封構件59 的蓋構件58關閉。配備蓋構件操作機構60 (類似于機構48)，以在 關閉和打開入孔56的位置之間移動蓋構件58。傳輸容器54通常包括 用于當停留在圖4所示位置時將待處理零件保持在容器內或將其轉移 到蒸餾器11或從蒸餾器11轉移開的機構(未顯示)。配備這樣的構 件，該構件用于需要時將所需的惰性氣體選擇性地供應到中間膛51和 容器或罩54內的區61，但是該構件沒有圖示出。此后參照圖3進一步 描述該設備的操作。現在描述根據大量優選方面的本發明的方法。在第一階段中，將 待處理的金屬零件(或基片)進行一般稱為氮化或滲碳氮化的表面處 理。這可以在許多不同的設備中達到，包括鹽浴、氣體熱處理裝置、 真空等離子體裝置和流化床爐。但是，重要的是，通過該第一階段建 立的所謂白色層基本沒有大量的孔隙。其它理想因素也關系到白色層 的濃度、深度和微觀結構。當生產氮化或滲碳氮化的結構時，生產兩個區。第一區是氮從基 片表面85通過區6擴散到基片中并且增加基片86的硬度的擴散區83， 第二區是可以由6和/或7層組成的白色層84。圖5表示用于如下面描 述的進一步處理的具有令人滿意白色層(c)的滲碳氮化基片的微觀結 構。另一方面，圖6表示白色層是多孔性并用于進一步處理不令人滿 意的滲碳氮化基片的微觀結構。獲得適合進一步處理的無孔白色層的 參數確實依賴于正被處理的基片的性質變化。當在流化床爐中進行該方法的第一階段時，控制第一階段需要將 氨氣/氮氣(用于氮化)和負載碳的氣體(例如天然氣和/或二氧化碳) 供應給該床用于滲碳氮化。在滲碳氮化期間，重要的是，在該過程中 包括一些氧氣，這些氧氣可以用烴氣體、二氧化碳和/或氧氣提供。一旦令人滿意地完成該第一階段，就需要加熱待處理的零件或基片，以 確保在金屬將擴散的表面上不存在表面氧化物。為得到(或維持)合 適的表面拋光，需要進行下列選項中的一個(i) 可以機械地處理零件或基片的表面，機械地處理例如再拋光， 然后在進行第二階段之前保持在惰性氣氛下；(ii) 在第一階段到第二階段之間包括第二階段，應將零件或基片 的表面完全維持在惰性氣氛下；或(iii) 在第二階段中，應該用鹵化物氣體和氫氣的組合去除在零件 或基片表面上形成的任何表面氧化物。由于選項(i)一般不能用于處理形狀復雜的零件，所以優選上面的 選項(ii)和(iii)。在該方法的第二階段中，將零件或基片放到在低于75(TC和優選不 高于70(TC的溫度下操作的流化床爐中并保持在其中。通常地，該溫度 在500'C-70(TC范圍中。床本身應包括惰性難熔顆粒材料，例如八1203， 在床中應使用顆粒或粉末形式的將擴散到表面中的所需金屬進行該處 理。這樣的金屬應優選包含5重量％-30重量％的該床材料，即余量為 惰性難熔材料。通常，在預先混合到惰性載氣流(例如氮氣或氬氣) 中的單獨引入的鹵化物氣體(例如HC1)存在下，用被惰性氣流例如氬氣或氮氣流化的床進行將需要的金屬擴散到基片的基于氮的層或區中 的處理。優選引入到該床中的金屬粉末應具有高的純度，通常沒有表面氧 化物。因此，在粉末進入該床之前和它們仍在該床本身中的同時，需 要采取措施防止接觸空氣。使用的氣體也需要具有高的純度。能用在 該過程中的通用氣體是高純度氮氣(小于10ppm氧氣)、高純度氬氣 (小于5ppm氧氣)，對于第一階段處理，是具有不超過500 ppm水 蒸汽的工業級氨氣，并且被進一步干燥，例如在使用前使該氣體通過 干燥劑。使用的鹵化物氣體通常可以是工業級HC1。鹵化物氣體通常將占至處理床的氣流的0.2%-3%。在鹵化物氣體 進入該床之前，需要仔細地調整鹵化物氣體并與惰性載氣徹底混合。 避免在床內不均勻是重要的。應優選在鹵化物氣體進入床之前加熱它， 以保證當它接觸要加熱的零件時它處于反應性最高的階段中。鹵化物 氣體和惰性載氣的預熱具有能減少鹵化物氣體的需要量的優點。已經觀察到難熔粉末(氧化鋁粉末)也可以隨時間被污染，這可 以具有對該過程的有害影響。進行本發明過程的設備將理想地包括第一和第二流化床爐，每個 流化床爐具有如前面所述的上部中間隔離膛，具有如前面描述的可移 動傳輸容器或罩，所述可移動傳輸容器或罩能在兩個流化床爐之間移 動，也能移到和離開裝料臺，移到和離開淬火流化床。旨在使用這兩 個流化床爐中的一個作為氮化/滲碳氮化爐，并且如前面討論地，可以 用獲得類似效果的其它設備代替。但是，以下說明書將假定在一些程 度地參照圖3下使用兩個流化床爐。圖3示意地表示一對流化床爐10、 10'(如上面討論的，可以理解 的是，配備兩個這樣的爐10、 IO'是優選的)、淬火床70 (可以是流化 床布置)、裝料站71和轉移罩54。將理解的是，配備合適的構件(未 顯示出)以移動轉移罩54，以操作地被定位在各個裝料站71、流化床 爐10和淬火床70上，在裝料站71它可以獲得負載72(待處理的產物) 或處理后將其返回。該過程的可能的第一階段顯示在圖3a中，在圖3a中，設計流化 床爐10以進行該過程的基于氮的表面處理(第一階段)，設計第二流 化床爐10，(圖3b)以進行該過程的第二階段81。每個將具有中間清 洗膛51 (圖4)，以使正被處理的產物用轉移罩54在這兩個爐之間轉 移，同時維持產物完全被惰性氣氛包圍。設計中間清洗膛5h(i) 在使正加熱的產物從進行基于氮的表面處理的流化床移出之 前，減少氧氣水平至低于lOppm;(ii) 應使膛51的尺寸最小化，以減少用來清洗該膛的氣體量，從 而減少該過程的總體成本。據信需要清洗膛的IO倍氣體體積變化，以 獲得小于10ppm氧氣的所需水平；(iii) 如圖4所示，膛51的設計必須容納轉移罩，以在不進行處理 時密封流化床；(iv) 膛51的構造必須使它具有最小的氧氣泄漏速率或沒有氧氣泄露。如前面描述的，盡管用于不同爐IO的氣體供應可以不同，但是， 設計流化床爐以允許引入氣體，包括氨氣、氮氣、二氧化碳和HC1氣 體。在一些情況中，也可以將少量氧氣供應到進行第一階段80即氮化 或滲碳氮化過程的流化床爐10'。淬火床70可以是標準化流化床，不 同的是頂部設計要允許在罩54和淬火床70之間快速清洗。因此，可 以修改淬火床70以使氮氣不僅通過用于流化難熔介質(通常氧化鋁) 的床注入，而且在該床上或上方注入以達到難熔介質頂部與轉移罩54 密封的底部之間的空間的10倍體積變化。用進行該過程第二階段81 的流化床爐10，鹵化物氣體供應是單獨的供應，它通過單獨的分布器 進入該床到達用于流化氣體的分布器系統。為得到良好的并且相對均 勻的混合，在鹵化物氣體通過單獨的分布器引入之前，將鹵化物氣體 與惰性載體預先混合。而且，預熱鹵化物和惰性載氣流表現出避免可 以就在分布器上方的床底部25 mm中發生的問題。冷氣在該位置進入， 可以形成副產物，在最壞的情況中可以引起該床的金屬粉末和難熔介 質的燒結。因此，預熱含有活性鹵化物氣體的惰性載氣和預混合布置 和傳輸系統避免如前述的可能的燒結副產物效果，減少鹵化物氣體的 需要量，改進處理的均勻性和在氣體混合面板以及在該爐中排除可能 的副產物。附圖的圖3(a)表示在容易獲取待處理負載72的裝料站71的轉移 罩54。罩54內的獲取機構63能獲取負載72并將其移到罩54中。一 旦發生這種情況，如圖3(b)所示，蓋構件58密封罩54的入孔56，用 惰性氣體例如氮氣清洗罩54的內部體積。如圖3(c)所示，己移動罩54 以直接定位在流化床爐10上，在流化床爐IO上降低它(圖3(d))嚙合 密封構件57。在該位置，中間膛51也用惰性氣體例如氮氣清洗。然后， 如圖3(e)所示，在打開蓋構件29、 58之后，將待處理的負載降到流化 床爐10中。在處理的第一階段80中，負載經歷如前面討論的基于氮 的擴散過程。 一旦已經完全該第一階段80，圖3所示的階段可以恢復 到例如圖3(c)，并且從該位置將轉移罩54移到第二流化床爐10，經過 3(d)和3(e)的步驟，此外負載72經歷該過程的第二階段81。如果在任 何階段需要淬火，那么將步驟再恢復到圖3(c)，并且移動轉移罩54以 嚙合淬火床70 (圖3(f))。最終一旦完成處理過程，將產物或負載72 返回并排放在裝料臺71 (圖3(a))。在潛在的備選設備設計中，可以相互靠近地布置一個或兩個處理 流化床爐，當需要時可以布置另一個能充當淬火設備的流化床，也位 于處理流化床爐附近。每個這樣的流化床爐和淬火床將具有如所述的 蓋結構和密封布置，以能在處理階段期間在該爐中維持所需的氣氛。 密封膛布置在流化床爐陣列上方，該流化床爐陣列容納任何所需的獲 取、引入和傳輸裝置，以使待處理的金屬零件引入到用于處理階段的 爐中，處理階段之后從該爐移出，需要時，在用于整個處理過程的不 同處理階段的爐之間移動。密封膛提供獲取、引入和傳輸裝置在其內 運行的體積，并且該體積包括如前面為中間膛51限定的在其中引入并 維持惰性氣體氣氛的構件和前面描述的布置的傳輸罩54。密封膛的體 積應維持盡可能地低，以使惰性氣體的使用最小化，從而最小化成本。 密封膛當然需要通道系統，能打開和重新密封所述通道系統以引入待 處理的金屬產物并且處理后移出金屬產物。另外，據信理想的是，在 密封膛中包括觀察板，從而操作者可以維持一些視覺接觸正進行的過程。附圖的圖7和8提供根據本發明處理的產物的代表性或說明性且 非限定性例子。在這種情況中，處理的基片是在流化床中在第二階段處理的AISIH13熱加工鋼，其中難熔介質是氧化鋁(A1203)。該床也 包括10重量°/。的鉻。供應給該床的氣體包含0.5% HC1，余量是氮氣 (N2)。在該床中在575'C的溫度下處理該產物5小時的時間。據信擴散到基片表面中的金屬粉末的重量百分比可以包含該床中 的難熔材料的5重量％-30重量％。鹵化物氣體的量可以在0.2%和3% 之間變化，載氣/流化氣的余量是惰性氣體，例如氬氣或氮氣。處理溫 度應低于750°C，并且優選低于70(TC。更優選處理溫度應在50(TC-700 'C范圍中。處理時間應在l-16小時中。
權利要求
1.一種在金屬基片表面上形成擴散表面層的方法，所述方法包括(i)在第一階段中，形成從已經擴散氮的所述基片的表面向內延伸的擴散區，以形成氮化物或碳氮化物內區和外白色層，所述白色層基本沒有多孔性；(ii)處理在所述第一階段中形成的所述基片，以防止在所述表面上形成表面氧化物或去除在所述表面上形成的任何所述表面氧化物；和(iii)在與所述第一階段分開的第二階段中，將如(ii)限定處理的所述金屬基片保持在低溫下在惰性氣氛中操作的含有惰性顆粒難熔材料的流化床爐內，用惰性氣體流流化所述流化床爐的所述顆粒難熔材料，并且在鹵化物氣體和顆粒金屬或金屬合金存在下處理在所述流化床爐中的所述基片。
2. 根據權利要求l所述的方法，其中在(ii)中處理所述基片包括機 械處理，例如拋光表面，以去除任何所述表面氧化物。
3. 根據權利要求l所述的方法，其中在(ii)中處理所述基片包括在維持惰性氣氛包圍所述基片的同時，將所述基片從所述第一階段轉 移到所述第二階段。
4. 根據權利要求1或權利要求2或3中的任一項所述的方法，其 中在所述第二階段中通過處理去除任何所述表面氧化物。
5. 根據權利要求4所述的方法，其中在所述第二階段中用于去除 任何存在的所述表面氧化物的處理包含用所述鹵化物氣體和氫氣的 組合處理所述基片表面。
6. 根據權利要求1-5中的任一項所述的方法，其中在鹽浴、氣體熱處理設備或真空等離子體設備中的任一種中進行所述第一階段。
7. 根據權利要求1-5中的任一項所述的方法，其中在與進行第二 階段的所述流化床爐分開的流化床爐中進行所述第一階段。
8. 根據權利要求1-5中的任一項所述的方法，其中在同一所述流 化床爐中，但是在不同時間，進行所述第一階段和所述第二階段。
9. 根據權利要求7或8所述的方法，其中在給所述流化床爐供應 氨氣的情況下進行所述第一階段，所述氨氣小于到所述流化床爐的全 部氣體流量的20%。
10. 根據權利要求9所述的方法，其中所述氨氣包含到所述流化 床爐的總氣體流量的3%-15%。
11. 根據權利要求10所述的方法，其中所述氨氣流包含到所述流 化床爐的總氣體流量的5%-10%。
12. 根據權利要求7-11中的任一項所述的方法，其中在所述第一 階段和所述第二階段之間將所述金屬基片保持在含有惰性氣氛的密封 區內。
13. 根據權利要求1-12中的任一項所述的方法，其中所述金屬基 片選自鐵基金屬，所述鐵基金屬包括鋼和鋼合金、鈦、鋁以及鈦與鋁 的合金。
14. 根據權利要求13所述的方法，其中所述金屬基片是預制的或 預機械加工的產品。
15. 根據權利要求1-14中的任一項所述的方法，其中所述鹵化物氣體是鹵鹽或鹵酸。
16. 根據權利要求1-15中任一個所述的方法，其中所述鹵化物氣 體是HC1。
17. 根據權利要求16所述的方法，其中在進入所述流化床爐中之前將所述卣化物氣體與惰性載氣混合，所述鹵化物氣體和所述惰性載 氣在其下部區域進入含有所述惰性顆粒難熔材料的區。
18. 根據權利要求17所述的方法，其中所述鹵化物氣體包含 0.2%-3%的流化進入所述流化床爐的所述顆粒難熔材料的惰性載氣。
19. 根據權利要求17或18所述的方法，其中在進入所述流化床 爐之前加熱所述鹵化物氣體和所述惰性載氣。
20. 根據權利要求19所述的方法，其中通過與至少一部分的所述 流化床爐熱交換加熱所述鹵化物氣體和所述惰性載氣。
21. 根據權利要求20所述的方法，其中用于所述鹵化物氣體和所 述惰性載氣的傳輸構件通過所述流化床爐的含有所述顆粒難熔材料的 區通到所述下部區域。
22. 根據權利要求17-21中的任一項所述的方法，其中所述惰性載 氣是用來流化在所述流化床爐中的所述顆粒難熔材料的相同惰性氣 體。
23. 根據權利要求17-21中的任一項所述的方法，其中所述惰性載 氣是與用來流化在所述流化床爐中的所述顆粒難熔材料的所述惰性氣 體不同的氣體。
24. 根據權利要求1-23中的任一項所述的方法，其中用來流化在 所述流化床爐中的所述顆粒難熔材料的惰性氣體選自惰性氬氣或惰性 氮氣。
25. 根據權利要求1-24中的任一項所述的方法，其中引入到在所 述流化床爐中的所述顆粒難熔材料中的所述顆粒金屬或金屬合金選自 IVA、 VA、 VIA或VIIA族的金屬、鐵、或這些金屬的合金。
26. 根據權利要求25所述的方法，其中所述顆粒金屬或金屬合金 選自鉻、鈦、釩、鈮、鉭、鎢、鉬和錳、或這些金屬的合金，包括鐵甚入^ 整PI五o
27. 根據權利要求26所述的方法，其中相對于在所述流化床爐中 的所述顆粒難熔材料，所述顆粒金屬的百分比為5重量％-30重量％。
28. 根據權利要求1-27中的任一項所述的方法，其中在所述流化 床爐中溫度小于75(TC。
29. 根據權利要求28所述的方法，其中在所述流化床爐中處理的 溫度在50(TC-70(TC范圍中。
30. 根據權利要求1-29中的任一項所述的方法，其中在所述流化 床爐中處理所述基片l-16小時的時間。
31. 根據權利要求30所述的方法，其中在所述流化床爐中處理所 述基片3-8小時的時間。
32. —種形成自已經擴散氮的金屬基片的表面向內延伸的擴散區 以形成氮化物或碳氮化物內區和外白色層的方法，所述方法包括將 所述金屬基片放在在不大于700'C的溫度下操作的流化床爐中，以及以不大于到所述流化床爐的總氣體流量的20%的量供應氨氣。
33. 根據權利要求32所述的方法，其中到所述流化床爐的所述氨 氣流量為到所述流化床爐的總氣體流量的3%-15%，優選5%-10%。
34. —種用于熱處理金屬基片的流化床爐，所述流化床爐包括* 蒸餾器，其具有用于將金屬基片引入到所述蒸餾器中和從所述蒸餾器移出金屬基片的入孔，并且含有在使用中適于被流化的惰性 顆粒難熔材料；* 熱供應構件，其在所述蒸餾器內維持預定的溫度或溫度范圍；* 第一氣體供應構件，其被布置以提供通過分布器構件在所述 蒸餾器下部區域進入所述蒸餾器的第一惰性氣體流，以在所述蒸餾器 中流化所述顆粒難熔材料；* 第二氣體供應構件，其被布置以與所述第一惰性氣體流分開 地提供在所述蒸餾器下部區域或附近進入所述蒸餾器的第二氣體流， 所述第二氣體供應構件包括加熱構件，以在所述第二氣體流進入蒸餾 器之前加熱所述第二氣體流；* 這樣的構件，其以預定比例將鹵化物氣體與惰性載氣組合， 以形成所述第二氣體流；* 蓋構件，其用于打開或關閉所述入孔，在處理過程期間所述 蓋構件關閉所述入孔；和* 第一密封構件，當定位所述蓋構件以關閉所述入孔時，所述 第一密封構件可在所述蓋構件和所述蒸餾器之間操作。
35. 根據權利要求34所述的流化床爐，其中所述第一密封構件包 括第一內周邊密封和第二外周邊密封，各自圍繞所述蒸餾器入孔，并 在它們之間限定第一密封區，配備構件以將加壓惰性氣體引入到所述 第一密封區，從而在使用中在所述第一密封區中的任何惰性氣體以朝 著提供通道的入孔的方向趨于泄漏到所述蒸餾器。
36. 根據權利要求35所述的流化床爐，其中所述第一密封構件包 括位于所述第一內周邊密封內的第三周邊密封，所述第三周邊密封包 括周邊法蘭部分，當定位所述蓋構件以關閉所述入孔時所述周邊法蘭 部分可定位在含有惰性顆粒難熔材料的區域中，給所述區域配備氣體 流供應構件以至少在正將所述蓋構件移向關閉所述入孔的位置時流化 其中的所述惰性顆粒難熔材料。
37. 根據權利要求34-36中的任一項所述的流化床爐，其中所述蓋 構件包括打開或關閉機構，所述打開或關閉機構能在軸向上以打開方 向將蓋構件移離入孔，然后圍繞與蒸餾器的縱向軸平行并間隔開的樞 軸線旋轉，當移動所述蓋構件以關閉所述入孔時發生相反移動。
38. 根據權利要求34-37中的任一項所述的流化床爐，其中所述蓋 構件被容納在中間膛內，通過中間膛實現從所述入孔進入或出來，所 述中間膛包括與所述蒸餾器的入孔成直線的中間入孔，除中間入孔和 所述蒸餾器的入孔外，所述中間膛提供圍繞所述蓋構件的密封區。
39. 根據權利要求38所述的流化床爐，其進一步包括限定通過轉 移容器入孔進入的內保留區的轉移容器構件，當將所述轉移容器入孔 定位在所述中間膛的所述中間入孔附近時可在所述轉移容器構件和所 述中間膛之間共同操作第二密封構件。
40. 根據權利要求39所述的流化床爐，當通過權利要求34或35 被附加時，其中與所述第一密封構件類似地配置所述第二密封構件。
41. 根據權利要求39或40中的任一項所述的流化床爐，其中所 述轉移容器構件包括可選擇性地打開或關閉所述轉移容器入孔的轉移 容器蓋構件，當所述容器蓋被移到關閉所述轉移容器入孔的位置時， 第三密封構件被配備可在所述轉移容器蓋構件和所述轉移容器入孔之 間操作。
42. 根據權利要求41所述的流化床爐，當通過權利要求34或35 被附加時，其中與所述第一密封構件類似地配置所述第三密封構件。
43. 根據權利要求41或42所述的流化床爐，其中所述轉移容器 蓋構件包括打開或關閉它的操作機構，所述操作機構能在軸向上以打 開方向將所述轉移容器蓋構件移開所述轉移容器入孔，然后圍繞與所 述轉移容器的縱向軸平行并間隔開的樞軸線旋轉，當移動所述轉移容 器蓋構件以關閉所述轉移容器入孔時，發生相反移動。
44. 根據權利要求41-43中的任一項所述的流化床爐，當操作地嚙 合所述第二密封構件時，對齊所述蒸餾器入孔、所述中間膛的所述入 孔和所述轉移容器的所述入孔，能將待處理的基片轉移到所述蒸餾器 和從所述蒸餾器轉移到所述轉移容器。
45. 根據權利要求41-44中的任一項所述的流化床爐，其中配備惰 性氣體供應構件以將惰性氣體可選擇性地供應到所述轉移容器，從而 當關閉所述轉移容器蓋構件時，或當打開它但在將待處理基片從所述 轉移容器轉移到所述蒸餾器的同時嚙合所述第二密封構件時，使能在 其中保持惰性氣氛。
46. 根據權利要求38-45中的任一項所述的流化床爐，當通過權利 要求38被附加時，其中配備惰性氣體供應構件以將惰性氣體可選擇性 地供應到所述中間膛。
47. 根據權利要求34-46中的任一項所述的流化床爐，其進一步包 括從所述蒸餾器通過粗砂收集構件通到廢氣處理構件的廢氣流動通 道，所述氣體流動通道包括從所述通道刮除固體沉積物并將其移到所 述收集構件的刮除構件。
48. 根據權利要求34-46中的任一項所述的流化床爐，其進一步包 括從所述蒸餾器導出的廢氣流動通道和將預定量的所述顆粒金屬或金 屬合金通過所述廢氣流動通道傳輸到所述蒸餾器中的計量構件，當發 生最小或沒有廢氣流動時，發生所述傳輸。
49. 一種用于熱處理金屬基片的流化床爐，所述流化床爐包括 蒸餾器，其具有用于將金屬基片引入到所述蒸餾器中和從所 述蒸餾器移出金屬基片的入孔，并且含有在使用中適于被流化的惰性 顆粒難熔材料；* 熱供應構件，其在所述蒸餾器內維持預定的溫度或溫度范圍；* 第一氣體供應構件，其被布置以提供通過分布器構件在所述 蒸餾器的下部區域進入所述蒸餾器的第一惰性氣體流，以在所述蒸餾 器中流化所述顆粒難熔材料；* 蓋構件，其用于打開或關閉所述入孔，在處理過程期間所述 蓋構件關閉所述入孔；和* 第一密封構件，當定位所述蓋構件以關閉所述入孔時，所述 第一密封構件可在所述蓋構件和所述蒸餾器之間操作；所述第一密封構件包括圍繞所述入孔的第一密封膛和這樣的構 件，所述構件用于將惰性氣體供應并維持到所述第一密封膛，從而所 述第一密封膛中惰性氣體具有比大氣高且至少在處理過程期間比所述 蒸餾器內的氣體壓力高的壓力。
50. 根據權利要求49所述的流化床爐，其中第一密封構件的第一 可共同操作的密封嚙合表面將所述第一密封膛與所述蒸餾器分開。
51. 根據權利要求50所述的流化床爐，其中第一密封構件的第二 可共同操作的密封嚙合表面將所述第一密封膛與大氣分開。
52. 根據權利要求51所述的流化床爐，其中來自所述第一密封膛 的惰性氣體優先通過所述第一可共同操作的密封嚙合表面泄漏向所述蒸餾器。
53. 根據權利要求49-52中的任一項所述的流化床爐，其中所述第 一密封構件包括圍繞所述入孔并位于所述第一密封膛內的第二密封 區，所述第二密封區具有周邊法蘭部分，當定位所述蓋構件以關閉所 述入孔時，所述周邊法蘭部分可定位在含有惰性顆粒難熔材料的區域 中，給所述區域配備氣體流供應構件以至少在正將所述蓋構件移到關 閉所述入孔的位置時，流化其中的惰性顆粒難熔材料。
54. —種流化床爐處理布置，包括(i) 至少兩個相互相鄰布置的流化床處理設備；(ii) 可打開并可關閉的密封布置，其用于每個所述流化床處理設 備的入孔構件，以使待處理的金屬物體被引入到所述流化床處理設備中或從所述流化床爐處理設備移出；(iii) 加熱構件，用于在處理階段期間將所述流化床處理設備中的 至少一個維持在預定的溫度或溫度范圍；(iv) 流化氣體供應構件，其配備給每個所述流化床處理設備；(v) 可密封膛，其位于流化處理設備上方，并且密封地圍繞通向所 述流化床處理設備的所述入孔構件；(vi) 這樣的構件，其在處理過程期間在所述可密封膛內供應并維持其內惰性氣氛；(vii) 物體處理機構，其位于所述可密封膛內，用于將所述金屬物體引入到所述流化床處理設備中或從所述流化床爐處理設備移出，并 且用于在所述流化床處理設備之間移動待處理的金屬物體；和(viii) 可密封進入構件，其能使待處理的所述金屬物體被布置在所 述可密封膛內的所述物體處理機構上。
全文摘要
說明書公開了一種能在金屬基片、通常鐵基金屬基片上形成擴散表面層的方法和裝置，其中在第一階段(80)中，在第一流化床爐(10’)中，形成自已經擴散氮的金屬基片(86)的表面(85)向內延伸的擴散區(83)，以形成氮化物或碳氮化物內區和基本沒有多孔性的外白色層(84)，處理在第一階段(80)中形成的基片，以防止在基片(86)的表面(85)上形成表面氧化物或去除任何所述表面氧化物，并且在與第一階段(80)分開的第二階段(81)中，將這樣處理的基片(86)保持在在惰性氣氛中被操作并被惰性氣體流流化的流化床爐(10)中，在鹵化物氣體和顆粒金屬或金屬合金存在下處理流化床爐(10)中的基片(86)。
文檔編號C23C16/36GK101268209SQ200680034193
公開日2008年9月17日 申請日期2006年7月20日 優先權日2005年7月21日
發明者雷·威廉·雷諾爾德森 申請人:哈德技術有限公司