專利名稱：鋅鎳滲層黑色金屬防腐工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種專門針對黑色金屬的防腐技術(shù)，具體指一種在黑色金屬 表面形成鋅鎳滲層的金屬防腐工藝。
背景技術(shù)：
金屬防腐蝕技術(shù)主要是通過對物體表面進(jìn)行特殊的處理，形成一層保護(hù) 層，使物體在各種腐蝕性物質(zhì)或環(huán)境的作用下所引起的破壞或變質(zhì)的反應(yīng)減 緩，以達(dá)到延長物體使用壽命的目的。常見的金屬防腐技術(shù)主要有電鍍鋅、 熱浸鋅、碳氮共滲和達(dá)克羅等，這些處理技術(shù)各有優(yōu)缺點(diǎn)，有的在處理過程
中會(huì)污染環(huán)境，如電鍍鋅和熱浸鋅工藝；有的處理過程能耗高、成本高，同 時(shí)會(huì)影響基體的機(jī)械性能，如熱浸鋅和碳氮共滲工藝；還有的成品防腐性能， 如鹽霧實(shí)驗(yàn)、抗S(V性能差，硬度相對低，比如電鍍鋅和熱浸鋅工藝。達(dá)克羅 處理技術(shù)是上述幾種方法中相對較好的一種，但存硬度低，耐磨性差，抗S02 性能差等不足，時(shí)間一長，在不斷的摩擦和撞擊下，容易損壞。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有金屬防腐技術(shù)存在的上述不足，本發(fā)明的目的是提供一種專門 針對黑色金屬的防腐工藝，它通過特殊的處理方法在金屬的表面形成一層鋅 鎳滲層，本工藝不污染環(huán)境、基體的機(jī)械性能不受影響、能耗低、成品綜合 性能優(yōu)良。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的鋅鎳滲層黑色金屬防腐工藝的工藝步驟為 (l)堿洗脫脂-對黑色金屬基體進(jìn)行堿洗脫脂處理，脫脂清洗水PH值為 7. 5—8. 5;(2) 拋丸除銹-對第一步處理后的黑色金屬進(jìn)行拋丸除銹處理；
(3) 加熱滲層-將鋅鎳滲層和金屬基體置于密封的金屬容器中對容器加熱， 邊加熱邊旋轉(zhuǎn)容器，轉(zhuǎn)速為5-10轉(zhuǎn)/分鐘，加熱溫度為37(TC-45(TC，其中鋅 鎳滲層配料由如下質(zhì)量配比的粉末組分均勻混合而成，Zn粉20 30%; Ni粉 0. 5 1.4%、 Al粉3 12呢、稀土2 6%、 NH4C1氯化銨1 4%，余量為八1203粉 末；
(4) 水洗去灰即得制品。
在第(4)步水洗去灰后也可以根據(jù)用戶要求實(shí)施各種色彩封閉。 相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有如下有益效果
1、 滲層硬度高，耐磨性好。處理后無氫脆，不改變產(chǎn)品原有機(jī)械性能。
2、 滲層附著力強(qiáng)，確保金屬構(gòu)件20年不銹；可經(jīng)受撞擊、碾壓，可焊 性好。
3、 滲層可耐濕熱，耐酸堿，中性鹽霧試驗(yàn)可達(dá)600小時(shí)以上，封閉后可 達(dá)1000小時(shí)。
4、 滲層厚度均勻致密，成品外觀均勻性好，特別適于螺紋件、鑄鍛件等 復(fù)雜工件。
5、 滲層表面經(jīng)封閉可按用戶需要涂裝各種顏色。
6、 加工過程無三廢排放，屬清潔生產(chǎn)工藝，環(huán)境友好。
7、 投資小，上馬快，生產(chǎn)效率高，耗料省，成本低，原料來源廣。
具體實(shí)施例方式
1、本發(fā)明的工藝步驟為
(1) 堿洗脫脂-對黑色金屬基體進(jìn)行堿洗脫脂處理，脫脂清洗水PH值為 7. 5-8.5;
(2) 拋丸除銹-對第一步處理后的黑色金屬進(jìn)行拋丸除銹處理；
(3) 加熱滲層-將鋅鎳滲層和金屬基體置于密封的金屬容器中對容器加熱， 邊加熱邊旋轉(zhuǎn)容器，轉(zhuǎn)速為5-10轉(zhuǎn)/分鐘，加熱溫度為37(TC-450°C，其中鋅鎳滲層由如下質(zhì)量配比的粉末組分均勻混合而成，Zn粉20 30%; Ni粉0. 5 1.4%、 Al粉3 12y。、稀土2 6%、 NH4C1氯化銨1 4%，余量為八1203粉末； (4冰洗去灰即得制品。
在第(4)步水洗去灰后也可以根據(jù)用戶要求實(shí)施各種色彩封閉。 整個(gè)工藝過程無酸洗和污染環(huán)境的六價(jià)鉻等重金屬的參與與排放，洗灰 水澄清后可重復(fù)利用；沉底的灰干燥后可再用；脫脂清洗水PH值為7.5-8.5， 完全達(dá)到國家一級排放標(biāo)準(zhǔn)；因而該技術(shù)無三廢排放，友好環(huán)境。
加熱滲層溫度為370。C-45(TC,比熱浸鋅溫度低20(TC左右，因而節(jié)能效 果顯著。
加熱滲層過程是在密封的金屬容器中完成，滲層厚度均勻可控，無熱浸 鋅過程的酸霧、鋅蒸汽揮發(fā)和鍍鋅層的厚薄不均、流掛、盲孔螺紋積液現(xiàn)象， 因而不僅防腐層外觀質(zhì)量優(yōu)于熱浸鋅，而且比熱浸鋅省鋅15%左右。另外工 作環(huán)境優(yōu)于熱浸鋅，有利工人勞動(dòng)保護(hù)。
2、 鋅鎳滲層技術(shù)防腐機(jī)理
鋅鎳滲層技術(shù)是一種鐵素體狀態(tài)下的化學(xué)熱處理，是在一定條件下鋼鐵 件與鋅、鋁、鎳、稀土等多種元素充分接觸加熱，使鋅、鋁、鎳等多元金屬 原子均勻擴(kuò)散入鋼鐵制品表面，在制品表面形成鋅、鋁、鎳、鐵比例不同的 金屬間化合物一合金共滲層，它與基材的電位差小于純鋅層與基材的電位差， 作為陰極保護(hù)層，其防腐壽命自然長于同樣厚度的純鋅防腐層。本技術(shù)與原 粉末滲鋅不同的是配方中加入了鋁、鎳和稀土等多種元素，改善了滲層的 組織結(jié)構(gòu)，提高了耐磨性、韌性和高溫耐蝕性。
3. 主要技術(shù)指標(biāo)
3.1、 復(fù)合防腐層中性鹽霧試驗(yàn)600小時(shí)以上不出紅銹；
3.2、 復(fù)合防腐層二氧化硫試驗(yàn)120小時(shí)以上不出紅銹； 3. 3、鋅鎳滲層硬度可達(dá)300HV以上；
3.4、 鋅鎳滲層厚度可達(dá)30-IOO微米，可調(diào)；
3.5、 復(fù)合防腐層顏色可按用戶要求制作。3.6、 鋅鎳滲層較熱浸鋅節(jié)電20-25%，節(jié)水100%，省鋅15%，即平均 每噸節(jié)電50度，節(jié)水2噸，節(jié)鋅5公斤。
3.7、 鋅鎳滲層工藝屬友好環(huán)境的清潔生產(chǎn)工藝。
由于滲層過程是依靠金屬表面鐵置換鋅、鋁、鎳等與活化劑生成物中的 合金元素，使之游離，而使合金元素逐步滲入金屬表面，在金屬表面形成共 滲層。共滲層又分兩層，外層厚約10微米左右，由Fe、 Zn、 Al、 Ni等多相 固溶體組成，內(nèi)層為Zn、 Al、 Ni在基體中的擴(kuò)散層，約50微米左右，因其 呈白亮色，又稱白亮層。由于滲層需靠Fe的參與方能完成，故本技術(shù)僅局限 于黑色金屬防腐。
權(quán)利要求
1、鋅鎳滲層黑色金屬防腐工藝，其特征在于其工藝步驟為(1)堿洗脫脂-對黑色金屬基體進(jìn)行堿洗脫脂處理；(2)拋丸除銹-對第一步處理后的黑色金屬進(jìn)行拋丸除銹處理；(3)加熱滲層-將鋅鎳滲層和金屬基體置于密封的金屬容器中對容器加熱，邊加熱邊旋轉(zhuǎn)容器，轉(zhuǎn)速為5-10轉(zhuǎn)/分鐘，加熱溫度為370℃-450℃，其中鋅鎳滲層配料由如下質(zhì)量配比的粉末組分均勻混合而成Zn粉20～30％；Ni粉0.5～1.4％、Al粉3～12％、稀土2～6％、氯化銨1～4％，余量為Al2O3粉末；(4)水洗去灰即得制品。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋅鎳滲層黑色金屬防腐工藝，其特征在于在 第(4)步水洗去灰后根據(jù)用戶要求實(shí)施各種色彩封閉。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鋅鎳滲層黑色金屬防腐工藝，其特征在于: 所述第(l)步堿洗脫脂中脫脂清洗水PH值為7.5-8.5。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鋅鎳滲層黑色金屬防腐工藝，其步驟為堿洗脫脂-拋丸除銹-加熱滲層-水洗去灰-根據(jù)用戶要求實(shí)施各種色彩封閉，其中加熱滲層是將鋅鎳滲層和金屬基體置于密封的金屬容器中對容器加熱，其中鋅鎳滲層配料由如下質(zhì)量配比的粉末組分均勻混合而成，Zn粉20～30％；Ni粉0.5～1.4％、Al粉3～12％、稀土2～6％、NH₄Cl氯化銨1～4％，余量為Al₂O₃粉末。本發(fā)明滲層硬度高，耐磨性好，不改變產(chǎn)品原有機(jī)械性能；滲層附著力強(qiáng)，可經(jīng)受撞擊、碾壓，可焊性好；滲層可耐濕熱，耐酸堿；滲層厚度均勻致密，成品外觀均勻性好；加工過程無三廢排放，屬清潔生產(chǎn)工藝，環(huán)境友好。
文檔編號C23C10/00GK101319300SQ20081006996
公開日2008年12月10日 申請日期2008年7月10日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月10日
發(fā)明者任佑乾, 章關(guān)孫 申請人:重慶大有表面技術(shù)有限公司