本發(fā)明屬于滲金屬技術領域，具體涉及一種料漿滲鉻的滲劑料漿及滲鉻層制備方法，用于提高金屬材料制件表面耐腐蝕、耐磨損、耐高溫性能的滲層的制備。

背景技術：

發(fā)動機定位銷等球面零件，材料為4Cr14Ni14W2Mo，在工作中易受到磨損而導致機件失效。對零件磨擦表面進行局部滲鉻防護，增加表面硬度，從而提高材料抗磨粒磨損性能，延長使用壽命及可靠性。滲鉻表面通過采用電子顯微硬度儀對滲鉻層硬度檢測，零件滲鉻后的滲鉻層硬度值遠遠高于基體表面的硬度值，因此零件表面滲鉻后表面硬度明顯提高，并能顯著提高耐腐蝕、耐磨損、耐高溫性能。所述滲劑由預滲元素、催化劑、粘結劑和填充劑組成。滲鉻層表面硬度值提高到1490～1500HV0.05，基體表面硬度值在220～248HV0.05。

在公開號為CN1431338的發(fā)明申請中，公開了一種提高TiAl合金抗高溫氧化的鉻改性鋁化物涂層的制備。該方法中所涉及到的鉻改性鋁化物涂層，其制備工藝采用包埋滲的方法制備，其過程是把烘干過的滲劑裝入坩堝，并把試樣埋入滲劑中。但制備的鍍鉻防護鍍鉻層易脫落，易失去防護效果。

所述滲鉻滲層是一種料漿滲層方案，可實現(xiàn)局部滲層防護。所述滲鉻滲層在涂層成分及工藝上與公開號為CN1431338的發(fā)明不屬于同類，技術方案是不相同的。

技術實現(xiàn)要素：

為解決現(xiàn)有技術中存在問題，本發(fā)明的目的在于提供一種料漿滲鉻的滲劑料漿及滲鉻層制備方法，能夠提高4Cr14Ni14W2Mo發(fā)動機零件球頭的耐磨、耐高溫及耐蝕性。

本發(fā)明的目的是通過以下技術方案來實現(xiàn)的：

一種料漿滲鉻的滲劑料漿的制備方法，包括如下步驟，先分別制備金屬粉末滲劑和粘結劑，將金屬粉末滲劑與粘結劑按照重量比為1：1混合，并進行研磨使金屬粉末滲劑與粘結劑充分混合，即制得滲劑料漿；

其中，金屬粉末滲劑的制備過程為，以重量百分比計，將重量百分比為30％～40％的三氧化二鋁粉、2％～3％的氯化銨，其余為純鉻粉的金屬粉末混合均勻，在100℃～150℃下烘干，即得到金屬粉末滲劑；

粘結劑的制備過程為，先將丙酮和乙酰丙酮配好，再加入醋酸纖維素，并攪拌混合液使醋酸纖維素化開，即得到粘接劑，其中，以重量百分比計，粘接劑含70～75％的丙酮，2～4％的醋酸纖維素，其余為乙酰丙酮。

所述金屬粉末滲劑與粘結劑的研磨過程為，將金屬粉末滲劑與粘結劑置入陶瓷罐內并使陶瓷罐密封，陶瓷罐通過陶瓷球對金屬粉末滲劑與粘結劑行球磨8～24小時，使其充分混合均勻。

金屬粉末滲劑的制備過程中，對金屬粉末的混合物烘干時間為1～2小時。

一種料漿滲鉻的滲鉻層制備方法，包括如下步驟，

步驟一，對清洗干凈的零件的無滲層部位使用保護套進行保護，以使?jié)B劑料漿無法涂敷在該部位；

步驟二，再將權利要求1所保護的滲劑料漿均勻涂覆在零件的要求滲鉻部位，涂覆層的厚度為1.5～2.0mm；

步驟三，待涂覆層干燥后，在真空罐中在保護氣氛的保護下對零件進行滲鉻，滲鉻過程中，保溫溫度為1040～1090℃，保溫時間為5～10h，再隨爐冷卻至300℃以下，隨爐冷卻時的壓力為0.5～1.0倍的標準大氣壓。

所述步驟一中，所述零件通過酒精、丙酮清洗干凈，并晾干。

所述步驟一中，所述保護套為橡膠保護套。

所述步驟二中，滲劑料漿通過噴涂或刷涂均勻涂覆在零件的要求滲鉻部位。

噴涂過程中，噴槍嘴至零件表面距離應不小于70mm，噴涂次數(shù)至少為兩次。

所述步驟三中，涂覆層干燥過程為，零件在100～150℃下烘烤30～60分鐘，使噴涂層干燥。

所述步驟三中，真空罐中充入保護氣氛的過程為，對真空罐抽氣15～20分鐘使真空罐內壓力達到負壓，再回填保護氣氛使真空罐中的壓力達到1個標準大氣壓，再對真空罐抽氣15～20分鐘，使真空罐內壓力達到負壓，此時罐內空氣排除干凈,再回填保護氣氛使真空罐內處于保護氣氛狀態(tài)。

所述保護氣氛為氬氣。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有如下有益效果：

本發(fā)明利用金屬高溫互擴散原理，滲鉻過程屬于反應擴散，在反應擴散過程中，活性強碳化物形成元素的原子Cr滲入到鋼鐵表面，與此同時，鋼鐵基體中的碳向外擴散并與之反應，使零件表面飽含鉻而形成極高硬度的鐵鉻碳化物層，這種碳化物的熱穩(wěn)定性很高，同時這種碳化物具有低摩擦因數(shù)、良好的耐磨性和抗咬合性，抗剝落性能，本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術中鍍鉻防護鍍鉻層易脫落，失去防護效果的難題；本發(fā)明為冶金結合，確保涂層能與基體緊密結合而不易脫落。

【附圖說明】

圖1為本發(fā)明的實施例1制備的滲層的金相照片；

圖2為本發(fā)明的實施例2制備的滲層的金相照片。

【具體實施方式】

下面結合附圖和實施例來對本發(fā)明作進一步的說明。

本發(fā)明采用的技術方案如下：

先分別制備金屬粉末滲劑和粘結劑：

金屬粉末滲劑的制備過程為，以重量百分比計，將重量百分比為30％～40％的三氧化二鋁粉、2％～3％的氯化銨，其余為純鉻粉的金屬粉末混合均勻，在100℃～150℃下烘干，即得到金屬粉末滲劑；

粘結劑的制備過程為，先將丙酮和乙酰丙酮配好，再加入醋酸纖維素，并攪拌混合液使醋酸纖維素化開，即得到粘接劑，其中，以重量百分比計，粘接劑含75～70％的丙酮，2～4％的醋酸纖維素，其余為乙酰丙酮；

再將金屬粉末滲劑與粘結劑按照重量比為1：1混合，并將金屬粉末滲劑與粘結劑的混合物置入陶瓷罐內并使陶瓷罐密封，陶瓷罐通過陶瓷球對金屬粉末滲劑與粘結劑行球磨8～24小時，使其充分混合均勻，即制得滲劑料漿；

再用酒精、丙酮將零件清洗干凈，并晾干；

再對零件無滲層部位采用1～3mm的橡膠制成保護套保護，用剪刀制成保護套對非滲表面進行保護，并用皮筋扎緊保護橡膠，使得滲劑料漿無法涂敷在該部位；

再使用噴槍，噴槍嘴至零件表面距離應不小于70mm，將料漿均勻噴涂在要求滲鉻部位，噴涂次數(shù)至少2次，噴涂層的總厚度為1.5～2.0mm，也可用刷涂的方式進行；

再將噴涂過的零件裝入100～150℃的烘干箱中烘烤30～60分鐘，使噴涂層干燥；

再將零件平放在密閉的滲鉻箱中，零件有料漿的表面不允許互相碰撞，并蓋好箱蓋；

再將滲鉻箱裝入真空罐內并密封好，對真空罐抽氣15～20分鐘使罐內壓力達到負壓，回填氬氣至1個標準大氣壓，再抽氣15～20分鐘，壓力達到負壓，時罐內空氣排除干凈,回填氬氣-100～-200托，使罐內處于保護氣氛狀態(tài)；

再將真空罐內的溫升到1040～1090℃,并在1040～1090℃下保溫5～10h，然后將真空罐隨爐冷至300℃以下，再出爐空冷至室溫，冷卻過程中，罐內壓力維持在0.5～1.0倍的標準大氣壓；

當真空罐冷到可以手摸時,釋放真空罐內氣體到與外界壓力平衡，拆罐并從滲鉻箱中取出零件,去掉涂料層,檢查零件滲層外觀顏色，滲鉻表面應呈銀灰色，在流動水中將零件及試片清洗干凈，然后用干燥的壓縮空氣吹干。

整個過程中，制作試片，并采用與零件相同的工藝對零件制備滲鉻層，并采用金相法檢查滲鉻層深度。

下面通過實施例來對本發(fā)明作進一步的說明

實施例1

本實施例的料漿滲鉻的滲鉻層制備方法按照如下步驟進行，所處理的零件為定位銷，其外徑ф38mm，內徑ф32mm，高H＝24mm的圓弧面：

先分別制備金屬粉末滲劑和粘結劑：

金屬粉末滲劑的制備過程為，以重量百分比計，將重量百分比為30％的三氧化二鋁粉、2％的氯化銨，其余為純鉻粉的金屬粉末混合均勻，在110℃下烘干，即得到金屬粉末滲劑；

粘結劑的制備過程為，先將丙酮和乙酰丙酮配好，再加入醋酸纖維素，并攪拌混合液使醋酸纖維素化開，即得到粘接劑，其中，以重量百分比計，粘接劑含70％的丙酮，3％的醋酸纖維素，其余為乙酰丙酮；

再將金屬粉末滲劑與粘結劑按照重量比為1：1混合，并將金屬粉末滲劑與粘結劑的混合物置入陶瓷罐內并使陶瓷罐密封，陶瓷罐通過陶瓷球對金屬粉末滲劑與粘結劑行球磨10小時，使其充分混合均勻，即制得滲劑料漿；

再用酒精、丙酮將零件清洗干凈，并晾干；

再對零件無滲層部位采用2mm的橡膠制成保護套保護，使得滲劑料漿無法涂敷在該部位；

再使用噴槍，噴槍嘴至零件表面距離為70mm，將料漿均勻噴涂在要求滲鉻部位，噴涂2次，噴涂層的總厚度1.8mm，也可用刷涂的方式進行；

再將噴涂過的零件裝入100℃的烘干箱中烘烤50分鐘，使噴涂層干燥；

再將零件平放在密閉的滲鉻箱中，零件有料漿的表面不允許互相碰撞，并蓋好箱蓋；

再將滲鉻箱裝入真空罐內并密封好，對真空罐抽氣15分鐘使罐內壓力達到負壓，回填氬氣至1個標準大氣壓，再抽氣15分鐘，壓力達到負壓，時罐內空氣排除干凈，回填氬氣-200托，使罐內處于保護氣氛狀態(tài)；

再將真空罐內的溫升到1050℃,并在1050℃下保溫6h，然后將真空罐隨爐冷至200℃，再出爐空冷至室溫，冷卻過程中，罐內壓力維持在0.5倍的標準大氣壓；

當真空罐冷到可以手摸時,釋放真空罐內氣體到與外界壓力平衡，拆罐并從滲鉻箱中取出零件，去掉涂料層，檢查零件滲層外觀顏色，滲鉻表面應呈銀灰色，在流動水中將零件及試片清洗干凈，然后用干燥的壓縮空氣吹干。

檢查滲層深度：如圖1所示，滲鉻層深度為0.005～0.008mm。

實施例2

本實施例的料漿滲鉻的滲鉻層制備方法按照如下步驟進行，所處理的零件為定位銷，外徑ф38mm，內徑ф32mm，高H＝24mm的圓弧面：

先分別制備金屬粉末滲劑和粘結劑：

金屬粉末滲劑的制備過程為，以重量百分比計，將重量百分比為35％的三氧化二鋁粉、3％的氯化銨，其余為純鉻粉的金屬粉末混合均勻，在150℃下烘干，即得到金屬粉末滲劑；

粘結劑的制備過程為，先將丙酮和乙酰丙酮配好，再加入醋酸纖維素，并攪拌混合液使醋酸纖維素化開，即得到粘接劑，其中，以重量百分比計，粘接劑含74％的丙酮，2％的醋酸纖維素，其余為乙酰丙酮；

再將金屬粉末滲劑與粘結劑按照重量比為1：1混合，并將金屬粉末滲劑與粘結劑的混合物置入陶瓷罐內并使陶瓷罐密封，陶瓷罐通過陶瓷球對金屬粉末滲劑與粘結劑行球磨8小時，使其充分混合均勻，即制得滲劑料漿；

再用酒精、丙酮將零件清洗干凈，并晾干；

再對零件無滲層部位采用3mm的橡膠制成保護套保護，使得滲劑料漿無法涂敷在該部位；

再使用噴槍，噴槍嘴至零件表面距離為75mm，將料漿均勻噴涂在要求滲鉻部位，噴涂2次，噴涂層的總厚度2.0mm，也可用刷涂的方式進行；

再將噴涂過的零件裝入150℃的烘干箱中烘烤60分鐘，使噴涂層干燥；

再將零件平放在密閉的滲鉻箱中，零件有料漿的表面不允許互相碰撞，并蓋好箱蓋；

再將滲鉻箱裝入真空罐內并密封好，對真空罐抽氣20分鐘使罐內壓力達到負壓，回填氬氣至1個標準大氣壓，再抽氣20分鐘，壓力達到負壓，時罐內空氣排除干凈，回填氬氣-100托，使罐內處于保護氣氛狀態(tài)；

再將真空罐內的溫升到1080℃,并在1080℃下保溫10h，然后將真空罐隨爐冷至300℃，再出爐空冷至室溫，冷卻過程中，罐內壓力維持在0.8倍的標準大氣壓；

當真空罐冷到可以手摸時,釋放真空罐內氣體到與外界壓力平衡，拆罐并從滲鉻箱中取出零件，去掉涂料層，檢查零件滲層外觀顏色，滲鉻表面應呈銀灰色，在流動水中將零件及試片清洗干凈，然后用干燥的壓縮空氣吹干。

檢查滲層深度：滲鉻層深度為0.010～0.019mm。

實施例3

本實施例的料漿滲鉻的滲鉻層制備方法按照如下步驟進行，所處理的零件為發(fā)動機連焰管處球頭，R＝10mm，H＝4.5mm的球面：

先分別制備金屬粉末滲劑和粘結劑：

金屬粉末滲劑的制備過程為，以重量百分比計，將重量百分比為40％的三氧化二鋁粉、2.5％的氯化銨，其余為純鉻粉的金屬粉末混合均勻，在100℃下烘干，即得到金屬粉末滲劑；

粘結劑的制備過程為，先將丙酮和乙酰丙酮配好，再加入醋酸纖維素，并攪拌混合液使醋酸纖維素化開，即得到粘接劑，其中，以重量百分比計，粘接劑含75％的丙酮，4％的醋酸纖維素，其余為乙酰丙酮；

再將金屬粉末滲劑與粘結劑按照重量比為1：1混合，并將金屬粉末滲劑與粘結劑的混合物置入陶瓷罐內并使陶瓷罐密封，陶瓷罐通過陶瓷球對金屬粉末滲劑與粘結劑行球磨20小時，使其充分混合均勻，即制得滲劑料漿；

再用酒精、丙酮將零件清洗干凈，并晾干；

再對零件無滲層部位采用3mm的橡膠制成保護套保護，使得滲劑料漿無法涂敷在該部位；

再使用噴槍，噴槍嘴至零件表面距離為100mm，將料漿均勻噴涂在要求滲鉻部位，噴涂2次，噴涂層的總厚度1.8mm，也可用刷涂的方式進行；

再將噴涂過的零件裝入150℃的烘干箱中烘烤60分鐘，使噴涂層干燥；

再將零件平放在密閉的滲鉻箱中，零件有料漿的表面不允許互相碰撞，并蓋好箱蓋；

再將滲鉻箱裝入真空罐內并密封好，對真空罐抽氣18分鐘使罐內壓力達到負壓，回填氬氣至1個標準大氣壓，再抽氣18分鐘，壓力達到負壓，時罐內空氣排除干凈，回填氬氣-200托，使罐內處于保護氣氛狀態(tài)；

再將真空罐內的溫升到1080℃,并在1080℃下保溫5h，然后將真空罐隨爐冷至300℃，再出爐空冷至室溫，冷卻過程中，罐內壓力維持在1.0倍的標準大氣壓；

當真空罐冷到可以手摸時,釋放真空罐內氣體到與外界壓力平衡，拆罐并從滲鉻箱中取出零件，去掉涂料層，檢查零件滲層外觀顏色，滲鉻表面應呈銀灰色，在流動水中將零件及試片清洗干凈，然后用干燥的壓縮空氣吹干。

檢查滲層深度：如圖2所示，滲鉻層深度為0.006～0.010mm。

實施例4

本實施例的料漿滲鉻的滲鉻層制備方法按照如下步驟進行：

先分別制備金屬粉末滲劑和粘結劑：

金屬粉末滲劑的制備過程為，以重量百分比計，將重量百分比為38％的三氧化二鋁粉、3.0％的氯化銨，其余為純鉻粉的金屬粉末混合均勻，在140℃下烘干，即得到金屬粉末滲劑；

粘結劑的制備過程為，先將丙酮和乙酰丙酮配好，再加入醋酸纖維素，并攪拌混合液使醋酸纖維素化開，即得到粘接劑，其中，以重量百分比計，粘接劑含72％的丙酮，3％的醋酸纖維素，其余為乙酰丙酮；

再將金屬粉末滲劑與粘結劑按照重量比為1：1混合，并將金屬粉末滲劑與粘結劑的混合物置入陶瓷罐內并使陶瓷罐密封，陶瓷罐通過陶瓷球對金屬粉末滲劑與粘結劑行球磨24小時，使其充分混合均勻，即制得滲劑料漿；

再用酒精、丙酮將零件清洗干凈，并晾干；

再對零件無滲層部位采用2mm的橡膠制成保護套保護，使得滲劑料漿無法涂敷在該部位；

再使用噴槍，噴槍嘴至零件表面距離為150mm，將料漿均勻噴涂在要求滲鉻部位，噴涂4次，噴涂層的總厚度1.5mm，也可用刷涂的方式進行；

再將噴涂過的零件裝入130℃的烘干箱中烘烤30分鐘，使噴涂層干燥；

再將零件平放在密閉的滲鉻箱中，零件有料漿的表面不允許互相碰撞，并蓋好箱蓋；

再將滲鉻箱裝入真空罐內并密封好，對真空罐抽氣17分鐘使罐內壓力達到負壓，回填氬氣至1個標準大氣壓，再抽氣20分鐘，壓力達到負壓，時罐內空氣排除干凈，回填氬氣-150托，使罐內處于保護氣氛狀態(tài)；

再將真空罐內的溫升到1040℃,并在1040℃下保溫7h，然后將真空罐隨爐冷至100℃，再出爐空冷至室溫，冷卻過程中，罐內壓力維持在0.7倍的標準大氣壓；

當真空罐冷到可以手摸時,釋放真空罐內氣體到與外界壓力平衡，拆罐并從滲鉻箱中取出零件，去掉涂料層，檢查零件滲層外觀顏色，滲鉻表面應呈銀灰色，在流動水中將零件及試片清洗干凈，然后用干燥的壓縮空氣吹干。

檢查滲層深度：滲鉻層深度為0.005～0.010mm。

實施例5

本實施例的料漿滲鉻的滲鉻層制備方法按照如下步驟進行：

先分別制備金屬粉末滲劑和粘結劑：

金屬粉末滲劑的制備過程為，以重量百分比計，將重量百分比為32％的三氧化二鋁粉、2.3％的氯化銨，其余為純鉻粉的金屬粉末混合均勻，在120℃下烘干，即得到金屬粉末滲劑；

粘結劑的制備過程為，先將丙酮和乙酰丙酮配好，再加入醋酸纖維素，并攪拌混合液使醋酸纖維素化開，即得到粘接劑，其中，以重量百分比計，粘接劑含73％的丙酮，2.5％的醋酸纖維素，其余為乙酰丙酮；

再將金屬粉末滲劑與粘結劑按照重量比為1：1混合，并將金屬粉末滲劑與粘結劑的混合物置入陶瓷罐內并使陶瓷罐密封，陶瓷罐通過陶瓷球對金屬粉末滲劑與粘結劑行球磨16小時，使其充分混合均勻，即制得滲劑料漿；

再用酒精、丙酮將零件清洗干凈，并晾干；

再對零件無滲層部位采用2.5mm的橡膠制成保護套保護，使得滲劑料漿無法涂敷在該部位；

再使用噴槍，噴槍嘴至零件表面距離為200mm，將料漿均勻噴涂在要求滲鉻部位，噴涂5次，噴涂層的總厚度2.0mm，也可用刷涂的方式進行；

再將噴涂過的零件裝入120℃的烘干箱中烘烤40分鐘，使噴涂層干燥；

再將零件平放在密閉的滲鉻箱中，零件有料漿的表面不允許互相碰撞，并蓋好箱蓋；

再將滲鉻箱裝入真空罐內并密封好，對真空罐抽氣16分鐘使罐內壓力達到負壓，回填氬氣至1個標準大氣壓，再抽氣18分鐘，壓力達到負壓，時罐內空氣排除干凈，回填氬氣-180托，使罐內處于保護氣氛狀態(tài)；

再將真空罐內的溫升到1090℃,并在1090℃下保溫8h，然后將真空罐隨爐冷至150℃，再出爐空冷至室溫，冷卻過程中，罐內壓力維持在0.9倍的標準大氣壓；

當真空罐冷到可以手摸時,釋放真空罐內氣體到與外界壓力平衡，拆罐并從滲鉻箱中取出零件，去掉涂料層，檢查零件滲層外觀顏色，滲鉻表面應呈銀灰色，在流動水中將零件及試片清洗干凈，然后用干燥的壓縮空氣吹干。

檢查滲層深度：滲鉻層深度為0.015～0.020mm。

綜上，通過本發(fā)明的方法制備的滲鉻層的深度在0.005～0.020mm，滲鉻表面呈銀灰色。