一種降低鎳包鋼坯餅退火溫度或時間的方法
【專利摘要】本發明公開了一種降低鎳包鋼坯餅退火溫度或時間的方法，該方法通過噴丸處理，在鐵基坯餅表面實現自身改性，增加快速擴散通道。通過電鍍，在噴丸坯餅表面沉積一定厚度的純鎳層。最后通過退火處理，實現鐵鎳之間快速擴散，使鍍層與基體之間結合牢固。該方法在鐵基坯餅電鍍前引入成本低廉的噴丸表面處理，能夠實現坯餅制作后期降低鎳包鋼坯餅退火溫度或縮短退火時間的目的，降低能耗，提高生產效率。
【專利說明】一種降低鎳包鋼坯餅退火溫度或時間的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及熱處理【技術領域】，具體地說是一種降低鎳包鋼坯餅即鐵基鍍鎳坯餅退火溫度或時間的方法。
【背景技術】
[0002]鎳包鋼材質由于價格低廉及優良的流通使用性能，在國內外被廣泛應用于硬幣制作，目前我國所生產的一元硬幣以及部分紀念幣如世博幣等，均采用鎳包鋼材質。現有鎳包鋼還餅制備工藝中，退火溫度為950 °C,退火時間為45 min,退火后鐵鎳擴散層厚度為10 μ m。由于退火溫度較高,時間較長，因此能耗較高。
[0003]
【發明內容】
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本發明的目的是提供一種降低鎳包鋼坯餅退火溫度或時間的方法，該方法在鎳包鋼坯餅電鍍前對坯餅進行噴丸處理，經噴丸處理后，金屬材料表面晶粒尺寸可達到納米量級，影響深度可達150 μ m ;表面晶粒的細化，晶界、位錯和空位等缺陷的增加，為物質擴散提供快速通道，從而降低坯餅退火溫度或縮短退火時間。
[0004]本發明的目的是這樣實現的:
一種降低鎳包鋼坯餅退火溫度或時間的方法，它包括以下具體步驟:
a、鐵基坯餅表面噴丸處理
噴丸方式為室溫噴丸，其彈丸材質為光滑球形的高密度陶瓷丸、鋼丸和玻璃丸，三種彈丸按比例混合或單獨使用，彈丸直`徑為0.1~0.7 mm,噴丸氣壓為1.5~6.5 bar,噴丸強度為0.12~0.4 mmA ;采用旋轉滾筒方式進行，達到噴丸效果均勻一致；
b、噴丸坯餅電鍍鎳
對噴丸坯餅進行電鍍前處理，包括除油和活化，采用堿性溶液進行電解除油，電解的恒定電流為5~8 A,時間為5~15min,采用酸溶液進行活化,活化時間為10~30 s,活化后的坯餅立即進行電鍍鎳；
C、鍍鎳坯餅退火處理
對鍍鎳坯餅進行高溫退火處理，退火溫度800~950 °C，退火時間45~20min。
[0005]所述堿性溶液為NaOH或KOH溶液，濃度為20~30%，酸溶液為鹽酸或硫酸溶液，濃度為5~20%ο
[0006]所述光滑球形的高密度陶瓷丸、鋼丸和玻璃丸混合使用的體積比為1: (0.05~
0.5:1)。
[0007]本發明將噴丸處理引入鎳包鋼坯餅制作，通過噴丸表面改性，細化表層晶粒，促進高溫退火條件下鎳鐵之間的擴散速度，從而達到降低退火溫度或時間目的，能夠降低能耗，
并提高生產效率。
【具體實施方式】
[0008]實施例1a、鐵基坯餅表面噴丸處理
采用室溫噴丸方式，彈丸材質為光滑球形的高密度陶瓷丸和玻璃丸,二者體積比為1:1，彈丸直徑分別為0.1 mm和0.5 mm,噴丸氣壓為2.5 bar,噴丸強度為0.18 mmA ;米用旋轉滾筒方式進行噴丸，噴丸效果均勻一致。
[0009]b、噴丸坯餅電鍍鎳
電鍍前對噴丸坯餅除油和活化，采用濃度為30%的NaOH溶液進行電解除油，電解的恒定電流為5 A，時間15 min ;再采用濃度為5%的鹽酸溶液進行活化，活化時間為30 S，活化后的坯餅立即進行電鍍鎳。
[0010]C、鍍鎳坯餅退火處理
退火時間45 min,退火溫度830 °C。
[0011]在退火時間45 min不變、退火溫度降低了 120 °C的情況下，退火后鐵鎳擴散層厚度提高6%。
[0012]實施例2
a、鐵基坯餅表面噴丸處理
采用室溫噴丸方式，彈丸材質為光滑球形的高密度陶瓷丸和玻璃丸,二者體積比為1:1，彈丸直徑分別為0.1 mm和0.5 mm,噴丸氣壓為5.5 bar,噴丸強度為0.4 mmA ;采用旋轉滾筒方式進行噴丸，噴丸效果均勻一致。
[0013]b、噴丸坯餅電鍍鎳
電鍍前對噴丸坯餅除油和活化，采用濃`度為20%的KOH溶液進行電解除油，電解的恒定電流為8A，時間5 min ;再采用濃度為20%的硫酸溶液進行活化，活化時間為10 s,活化后的坯餅立即進行電鍍鎳。
[0014]C、鍍鎳坯餅退火處理
退火時間25 min，退火溫度950 °C。
[0015]在退火溫度950 °C不變、退火時間降低了 20 min的情況下，退火后鐵鎳擴散層厚度提高了 57%。
[0016]實施例3
a、鐵基坯餅表面噴丸處理
采用室溫噴丸方式,彈丸材質為光滑球形的高密度陶瓷丸、鋼丸和玻璃丸,三者體積比為1:0.1:1,彈丸直徑分別為0.1 mm、0.3 mm和0.7 mm,噴丸氣壓為4 bar,噴丸強度為0.25mmA。采用旋轉滾筒方式進行噴丸，噴丸效果均勻一致。
[0017]b、噴丸坯餅電鍍鎳
電鍍前對噴丸坯餅除油和活化，采用濃度為30%的NaOH溶液進行電解除油，電解的恒定電流為5A，時間15 min，再采用濃度為10%的鹽酸溶液進行活化，活化時間為15 S，活化后的坯餅立即進行電鍍鎳。
[0018]C、鍍鎳坯餅退火處理
退火時間35 min，退火溫度900 °C。
[0019]退火溫度降低了 50°C，退火時間降低了 10 min。退火后鐵鎳擴散層厚度提高了87%。
[0020]實施例4a、鐵基坯餅表面噴丸處理
米用室溫噴丸方式，彈丸材質為光滑球形的玻璃丸，彈丸直徑為0.5mm,噴丸氣壓為6.5bar,噴丸強度為0.35 mmA。采用旋轉滾筒方式進行噴丸,噴丸效果均勻一致。
[0021]b、噴丸坯餅電鍍鎳
電鍍前對噴丸坯餅除油和活化，采用濃度為20%的NaOH溶液進行電解除油，電解的恒定電流為8A，時間15 min，再采用濃度為15%的鹽酸溶液進行活化，活化時間為10 S，活化后的坯餅立即進行電鍍鎳。
[0022]C、鍍鎳坯餅退火處理
退火時間45 min,退火溫度800 °C。
[0023] 在退火時間不變，退火溫度降低了 150°C的情況下，退火后鐵鎳擴散層厚度保持不變。
【權利要求】
1.一種降低鎳包鋼坯餅退火溫度或時間的方法，其特征在于該方法包括以下具體步驟: a、鐵基坯餅表面噴丸處理 噴丸方式為室溫噴丸，其彈丸材質為光滑球形的高密度陶瓷丸、鋼丸和玻璃丸，三種彈丸按比例混合或單獨使用，彈丸直徑為0.1~0.7 mm,噴丸氣壓為1.5~6.5 bar,噴丸強度為0.12~0.4 mmA ;采用旋轉滾筒方式進行，達到噴丸效果均勻一致； b、噴丸坯餅電鍍鎳 對噴丸坯餅進行電鍍前處理，包括除油和活化，采用堿性溶液進行電解除油，電解的恒定電流為5~8 A,時間為5~15min,采用酸溶液進行活化,活化時間為10~30 s,活化后的坯餅立即進行電鍍鎳； C、鍍鎳坯餅退火處理 對鍍鎳坯餅進行高溫退火處理，退火溫度800~950 °C，退火時間45~20min。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于所述堿性溶液為NaOH或KOH溶液，濃度為20~30%，酸溶液為鹽酸或硫酸溶液，濃度為5~20%。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于所述光滑球形的高密度陶瓷丸、鋼丸和玻璃丸混合使用的體積比為1: 0.05~0.5`:1。
【文檔編號】C21D7/06GK103820791SQ201410069672
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2014年2月28日 優先權日:2014年2月28日
【發明者】欒衛志, 徐岷, 楊磊, 葉婧, 張高軍, 江嘯 申請人:上海造幣有限公司