本发明属金属表面热处理，是一种加入稀土有机金属化合物的稀土、碳、氮共渗化学热处理渗剂。 目前，碳、氮共渗作为一种金属表面强化工艺，在矿山机械、化工机械、纺织机械、动力机械以及齿轮、轴承、传动轴等耐磨、耐疲劳的零部件生产中得到了广泛的应用。但由于该工艺共渗时间长，能源消耗较大，而且渗层组织分布不宜控制，使得产品质量不够稳定。近年来，人们利用稀土元素所特有的化学活性，将稀土加入钢中，可明显改善钢的耐磨性和抗疲劳性能。1985年4月1日哈尔滨工业大学研究出“稀土、碳、氮三元共渗，稀土、碳二元共渗化学渗剂及配方”，并向中国专利局提出了专利申请，专利申请号85100594。该项申请专利的渗剂成份为氯化稀土、甲醇、甲酰铵、尿素和络合剂。该渗剂具有渗速快、节省能源、成本低等优点。但由于渗剂中加入的氯化稀土吸水性强，而且比放射性高，渗剂中加入的尿素还易出现结焦现象，在工艺实施中容易堵塞滴注设备，不易于操作。
本发明的目的在于克服上述稀土、碳、氮共渗的化学渗剂中存在的缺点，提供一种配制简单，渗速快，渗剂性能稳定，易于操作的稀土、碳、氮共渗化学热处理渗剂。
本发明的要点在于所提供的稀土、碳、氮共渗化学热处理渗剂是由稀土有机金属化合物、甲醇、甲酰铵、四氯化碳等成份组成。 该渗剂中的稀土有机金属化合物为羧酸稀土或环琓酸稀土。
在金属表面进行稀土、碳、氮共渗的化学热处理过程中，由于稀土具有强烈的化学活性，它会加快甲醇、甲酰铵、四氯化碳等渗剂的分解以及活性碳、氮原子被金属表面吸收和扩散等化学热处理过程。稀土与氧有较大的亲合力，当稀土吸附在金属表面，就会夺取金属表面钝化膜中的氧，起到了净化金属表面和消除钝化膜的作用，从而有利于使活性碳、氮原子被金属表面吸收。另一方面，稀土与氧结合，在金属表面形成的稀土氧化物为多孔性疏松物质，它的比表面积增大，表面的形核几率增加，使更多的活性碳、氮原子吸附在稀土氧化物上，增大活性碳、氮原子的浓度，使之扩散进入到金属表面，实现了稀土、碳、氮共渗。该化学热处理渗剂中的甲醇为稀释剂;甲酰铵提供活性碳、氮原子;稀土有机金属化合物（羧酸稀土，或环琓酸稀土）除提供稀土金属原子外，还可起到活化、催化作用;四氯化碳为助催剂，同时有助于稀土有机金属化合物的溶解。
该化学热处理渗剂的配比为，在500毫升的甲醇中加入20～40毫升羧酸稀土;在1000毫升甲酰铵时，羧酸稀土为40～80毫升;5～15毫升的四氯化碳中加入10～20毫升的羧酸稀土。在上述渗剂的配制中，也可用环琓酸稀土代替羧酸稀土。
该化学热处理渗剂的配制方法为：（1）将四氯化碳溶于羧酸稀土或环琓酸稀土。（2）将混合后的四氯化碳与羧酸稀土或环琓 酸稀土溶液溶于甲醇。（3）将甲酰铵溶于上述（2）中。
采用本发明配制的渗剂对20钢，20CrMnTi钢进行稀土、碳、氮共渗，与常规碳、氮共渗工艺相比，有以下效果：
1、渗速可提高15～25%;
2、钢表面碳、氮浓度提高;
3、钢表层碳化物分布均匀，马氏体针细小，亚表层内残余奥氏体明显增多;
4、处理钢件的硬度提高HRC2～4，接触疲劳强度提高10～20%。
本发明加入稀土有机金属化合物的稀土、碳、氮共渗化学热处理渗剂，具有渗剂配制简单，渗剂性能稳定，工艺效果显著，易于操作，劳动条件好等优点。采用该渗剂可大大提高金属表面地耐磨性和抗疲劳强度，与碳、氮共渗工艺相比，渗速可提高15～25%，接触疲劳强度提高10～20%，从而大大节省了能源，提高产品质量，经济效益显著。