一種工件表面制備防腐涂層用共滲劑及共滲工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及金屬防腐領(lǐng)域，特別涉及一種用于電力金具表面的共滲劑，及通過該共滲劑，在電力金具表面制備防腐涂層的方法。按重量百分比計算，該共滲劑粉末的組分包括：20wt%～40wt%的鋅粉，5wt%～10wt%的鋁粉，2wt%～5wt%的鉻粉，0.5wt%～2wt%的活化劑，余量為漂珠。將電力金具工件和共滲劑置于封閉加熱式真空滲金屬爐內(nèi)，抽真空至（1—3）×133pa后熱至400℃～500℃,保溫3小時～6小時進行共滲劑處理，并對共滲后鋅鋁鉻合金層作鈍化處理。
【專利說明】一種工件表面制備防腐涂層用共滲劑及共滲工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及金屬防腐領(lǐng)域，特別涉及一種用于電力金具表面的共滲劑，及通過該共滲劑，在電力金具表面制備防腐涂層的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前現(xiàn)有的鋼鐵制造的電力金具，普遍采用傳統(tǒng)的熱鍍鋅工藝作為電力金具表面防腐處理，但是熱鍍鋅工藝具有污染環(huán)境，鋅原料消耗大，能耗高，性能差等缺點。由于電力金具構(gòu)件常年暴露在室外大氣中，承受著各種條件下的酷暑嚴寒、風(fēng)霜雨雪、砂塵酸霧，使用環(huán)境極為惡劣，常因大氣、雨水、砂塵的侵蝕和構(gòu)件之間的磨損，而導(dǎo)致電力金具部件的機械性能和防腐性能大幅下降而失效，造成電力網(wǎng)線的安全隱患。因此需要對電力金具構(gòu)件表面進行高質(zhì)量表面處理，提高電力金具表面抗腐蝕，耐磨損性能，延長其使用壽命。
[0003]近期，已公開了多種工件表面防腐處理方法，如鋅鋁合金共滲、鋅鋁稀土共滲工藝是目前比較常用的鋼鐵工件防腐處理方法，但此類滲劑中普遍添加三氧化二鋁或石英砂，由于氧化鋁和石英砂硬度低，外表面呈現(xiàn)顆粒狀，但棱邊較多且不規(guī)則，共滲時的流動性差，且易破碎，使用周期短，增加生產(chǎn)成本。
[0004]經(jīng)鋅鋁共滲、鋅鋁稀土共滲或鋅鋁鎳共滲的合金層，其耐中性鹽霧檢測在120~200小時之間，合金滲層的硬度HV200~300之間，其抗腐蝕耐磨損性能的不盡人意。見表
1、表 2。
[0005]因此，本申請通過在共滲劑體系中引入鉻粉，來提高共滲涂層的抗腐蝕耐磨損性能，但是這又帶來了另一個問題:在共滲涂層中，鉻元素會不可避免地被氧化成三價鉻，如果共滲涂層處于高溫、氧化環(huán) 境下的話，三價鉻還會被氧化成六價鉻。鉻屬于重金屬離子，鉻的毒性與其存在的價態(tài)有關(guān)，六價鉻比三價鉻毒性高100倍，并易被人體吸收且在體內(nèi)蓄積。三價鉻和六價鉻可以相互轉(zhuǎn)化，特別是在高溫條件、氧化環(huán)境下，三價鉻容易轉(zhuǎn)化成六價鉻，對環(huán)境和人體健康產(chǎn)生危害。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:在含鉻的防腐共滲涂層中，三價鉻和六價鉻可以相互轉(zhuǎn)化，特別是在高溫條件、氧化環(huán)境下，三價鉻容易轉(zhuǎn)化成六價鉻，對環(huán)境和人體健康
產(chǎn)生危害。
[0007]為解決這一技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
[0008]本發(fā)明提供一種在工件表面，特別是在電力金具表面制備的防腐涂層所采用的環(huán)保型共滲劑，按重量百分比計算，該共滲劑的組分包括:
[0009]20wt% ~40wt% 的鋒粉，5wt% ~10wt% 的招粉，2wt% ~5wt% 的絡(luò)粉，0.5wt% ~2wt%的活化劑，余量為漂珠，
[0010]漂珠可以增加共滲劑的流 動性，提高共滲合金屬的均勻性，延長共滲劑的循環(huán)周期，降低生產(chǎn)成本，更重要的是:漂珠壁薄中空，空腔內(nèi)為半真空，質(zhì)輕，保溫隔熱，本發(fā)明的共滲材料中含有大量的漂珠，其目的在于使漂珠與金屬粉末一起共滲到金具表面后，漂珠由于含量比較大，可以作為隔熱層，包圍在金屬元素周圍，隔絕熱量，特別是包圍在三價鉻周圍，避免三價鉻接觸到過熱的環(huán)境，再被氧化成六價鉻；
[0011]漂珠的粒徑為80目~200目，優(yōu)選為100目，
[0012]其中，活化劑選自氯化銨、氯化鑭中的一種或兩種的混合物，活化劑的含量優(yōu)選為lwt%~ 1.5wt%，活化劑的粒徑為100目~200目，優(yōu)選為100目，
[0013]氯化銨、氯化鑭中含有氯離子，Cl-具有還原性，容易被六價鉻氧化，所以一旦有六價鉻生成就被Cl-還原成三價，Cl-起到了抗氧化劑的作用；
[0014]其中，鋅粉粒徑為300目~500目，鋁粉粒徑為500目~1000目，鉻粉粒徑為400目~500目，
[0015]作為優(yōu)選:共滲劑粉末中，鋅粉的含量為25wt%~35wt%，粒徑優(yōu)選為325目，
[0016]作為優(yōu)選:共滲劑粉末中，鋁粉的含量為6wt%~8wt%，粒徑優(yōu)選為500目，
[0017]作為優(yōu)選:共滲劑粉末中，鉻粉的含量為3wt%~5wt%，粒徑優(yōu)選為500目。
[0018]本發(fā)明還提供了一種利用上述共滲劑，在工件表面，特別是在電力金具工件表面制備防腐涂層的工藝:
[0019]將經(jīng)過前處理的工件，放入封閉的加熱式真空滲金屬爐(爐膽)中，抽真空至(I 一3) X 133Pa，加熱至400°C~500°C保溫3小時~6小時進行共滲處理，共滲處理后，將爐膽起吊至冷卻架上冷卻，同時開啟鼓風(fēng)機強風(fēng)空冷至100°C以下，即可將工件出爐，清洗干凈，經(jīng)上述工藝處理后的金具表 面合金共滲層深度(厚度)可達50~60um。
[0020]進行鈍化或封閉后處理，其中，封閉后處理為粉末涂裝封閉，即采用完全不揮發(fā)的無溶劑涂料密封，品種有聚乙稀、氟樹脂、環(huán)氧、聚脂等。粉末涂裝的特點是無溶劑有利于環(huán)境保護無煙火危險，涂膜性能好，生產(chǎn)效率高。粉末涂裝能有效提高電力金具的防腐性能和外觀色澤，
[0021]上述的電力金具是指，本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的用于電力網(wǎng)線中的線夾、掛環(huán)、間隔棒、防振錘、伸縮節(jié)、屏蔽環(huán)等電力金具零部件，其材質(zhì)為碳鋼、合金鋼、鑄鋼、鑄鐵、鋁銅類，
[0022]上述前處理，包括除油、除銹，
[0023]其中，除油處理為:采用10% (溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù))的氫氧化鈉水溶液，加熱至90°C~100°C，將工件浸泡在上述氫氧化鈉溶液中30分鐘，取出工件后，用清水清洗二遍；
[0024]上述共滲工藝中，將工件包埋在混合均勻的共滲劑中，共滲劑與工件體積比優(yōu)選為 2:1，
[0025]共滲處理溫度優(yōu)選為400~450°C，保溫時間優(yōu)選為3~4小時。
[0026]本發(fā)明的有益效果在于:本發(fā)明提供一種在工件表面，特別是電力金具工件的表面，制備“鋅一招一鉻”防腐涂層的方法，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的滲劑中包含了一部分鉻，并改變了共滲劑中其它成分的含量。實驗結(jié)果表明，防腐涂層增加了鉻元素后，抗腐蝕性能和表面硬度均得到了顯著的提高。并且，漂珠和活性劑在共滲工藝中，一并進入到共滲層中，漂珠含量大大增加，漂珠作為隔熱材料，包圍在三價鉻周圍，避免三價鉻接觸到過熱的環(huán)境，再被氧化成六價鉻； 再配合活性劑中的氯離子的抗氧化作用，大大抑制了共滲涂層中六價鉻的存在。【具體實施方式】
[0027]實施例1
[0028]按重量百分比計算，本實施例中共滲劑的組分包括:
[0029]30wt%的鋅粉，7wt%的鋁粉，4wt%的鉻粉，1.5wt%的活化劑，余量為漂珠(57.5wt%)。其中，鋅粉的粒徑為325目，鋁粉粒徑為500目，鉻粉粒徑為500目，活化劑為粒徑為100目氯化銨，漂珠的粒徑為100目。將上述這些組分混合均勻，即得到共滲劑。
[0030]利用本實施例中的共滲劑，在材質(zhì)為Q235-A.F碳鋼板材試樣表面，制備防腐涂層，具體工藝為:
[0031]除油處理:采用10% (溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù))的氫氧化鈉水溶液，加熱至90°C，將碳鋼板材試樣浸泡在上述氫氧化鈉溶液中30分鐘，取出碳鋼板材試樣后，用清水清洗二遍，干燥，鋼鐵除油檢驗方法按照GB/T13312-91標(biāo)準；
[0032]除銹處理采用拋丸法除銹，具體使用合金鋼丸作除銹處理，除銹等級達到GB8923-88標(biāo)準中的Sa2.5級至Sa3級即可，并烘干；
[0033]將經(jīng)過上述前處理的碳鋼板材試樣，放入封閉的加熱式真空滲金屬爐中，且包埋于本實施例中的共滲劑中(共滲劑與防振錘體積比為2:1)，抽真空至3X133Pa，加熱至4500C，并保溫4小時，作為共滲處理；
[0034]共滲處理后，將爐膽起吊至冷卻架上冷卻，同時開啟鼓風(fēng)機強風(fēng)空冷至100°C以下，即可將防振錘取出，清洗干凈，進行鈍化后處理。
[0035]經(jīng)上述工藝處理后的金具表面合金共滲層深度(厚度)為50um。
[0036]共滲合金層的性能數(shù)據(jù)如表1、表2所不。
[0037]對比實施例1:(鋅招共滲,與實施例1的共滲劑相比,不含鉻粉,其余組分及參數(shù)基本不變)
[0038]按重量百分比計算，本實施例中共滲劑的組分包括:
[0039]32wt%的鋅粉，9wt%的鋁粉，1.5wt%的活化劑，余量為漂珠。其中，鋅粉的粒徑為325目，鋁粉粒徑為500目，活化劑為粒徑為100目氯化銨，漂珠的粒徑為100目。將上述這些組分混合均勻，即得到共滲劑。
[0040]利用本實施例中的共滲劑，在材質(zhì)為Q235-A *F碳鋼的碳鋼板材試樣表面，制備防腐涂層，控制本實施例中，金具表面合金共滲涂層深度(厚度)為50um，具體工藝如實施例1中所述。
[0041]共滲合金層的性能數(shù)據(jù)如表1所示。
[0042]對比實施例2:(鋅招鎳共滲,將實施例1的共滲劑中的鉻粉，換成鎳粉，其余組分及參數(shù)不變)
[0043]按重量百分比計算，本實施例中共滲劑的組分包括:
[0044]30wt%的鋅粉，7wt%的鋁粉，4wt%的鎳粉，1.5wt%的活化劑，余量為漂珠。其中，鋅粉的粒徑為325目，鋁粉粒徑為500目，鎳粉粒徑為500目，活化劑為粒徑為100目氯化銨，漂珠的粒徑為100目。將上述這些組分混合均勻，即得到共滲劑。
[0045]利用本實施例中的共滲劑，在材質(zhì)為Q235-A *F碳鋼的碳鋼板材試樣表面，制備防腐涂層，控制本實施例中，金具表面合金共滲涂層深度(厚度)為50um，具體工藝如實施例1中所述。[0046]共滲合金層的性能數(shù)據(jù)如表1所示。
[0047]對比實施例3:(鋅鋁稀土共滲)
[0048]按重量百分比計算，本實施例中共滲劑的組分包括:
[0049]32wt%的鋅稀土，9wt%的鋁稀土，1.5wt%的活化劑，余量為漂珠。其中，活化劑為粒徑為100目氯化銨，漂珠的粒徑為100目。將上述這些組分混合均勻，即得到共滲劑。
[0050]利用本實施例中的共滲劑，在材質(zhì)為Q235-A *F碳鋼的碳鋼板材試樣表面，制備防腐涂層，控制本實施例中，金具表面合金共滲涂層深度(厚度)為50um，具體工藝如實施例1中所述。
[0051]共滲合金層的性能數(shù)據(jù)如表1所示。
[0052]表1
[0053]
【權(quán)利要求】
1.一種工件表面制備防腐涂層用共滲劑，其特征在于:所述的共滲劑的組分，按重量百分比計算，包括:20wt%~40wt%的鋒粉，5wt%~10wt%的招粉，2wt%~5wt%的絡(luò)粉，0.5wt%~2wt%的活化劑，余量為漂珠。
2.如權(quán)利要求1所述的共滲劑，其特征在于:所述的活化劑選自氯化銨、氯化鑭中的一種或兩種。
3.如權(quán)利要求1所述的共滲劑，其特征在于:所述鋅粉粒徑為300目~500目，鋁粉粒徑為500目~1000目，鉻粉粒徑為400目~500目，漂珠的粒徑為80目~200目，活化劑的粒徑為100目~200目。
4.如權(quán)利要求3所述的共滲劑，其特征在于:所述鋅粉粒徑為325目，鋁粉粒徑為500目，鉻粉粒徑為500目，漂珠的粒徑為100目，活化劑的粒徑為100目。
5.一種利用權(quán)利要求1至4任一項所述的共滲劑，在工件表面制備防腐涂層的工藝，其特征在于:所述工藝為，將經(jīng)過前處理的工件，放入封閉的加熱式真空滲金屬爐中，抽真空至(I一3)X133Pa，加熱至400°C~500°C保溫3小時~6小時進行共滲處理，共滲處理后，將工件取出，清洗干凈，進行鈍化或封閉后處理。
6.如權(quán)利要求5所述的制備防腐涂層的工藝，其特征在于:所述的前處理為除油和除銹。
7.如權(quán)利要求5所述的制備防腐涂層的工藝，其特征在于:所述的制備工藝中，共滲劑與工件體積比為2:1。
8.如權(quán)利要求5所述的制備防腐涂層的工藝，其特征在于:所述的共滲處理溫度為400~450°C，保溫時間為3~`4小時。
【文檔編號】C23C10/56GK103866227SQ201410085455
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2014年3月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月10日
【發(fā)明者】史龍孝, 黃留滬 申請人:江蘇鑫隆線路器材有限公司