專利名稱：真空固體滲鋅方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及金屬滲鋅方法，尤其涉及一種用于金屬的真空固體滲鋅方法。
金屬的氧化腐蝕給國(guó)民經(jīng)濟(jì)帶來(lái)的損失非常驚人，據(jù)統(tǒng)計(jì)，全世界每年由于氧化腐蝕而報(bào)廢的金屬設(shè)備和材料，相當(dāng)于每年產(chǎn)量的1/4～1/3(約一億噸)，而我國(guó)金屬的年腐蝕量占年產(chǎn)量的35%～42%，造成的經(jīng)濟(jì)損失達(dá)200億元以上。因此，對(duì)金屬尤其黑色金屬的防腐蝕處理是當(dāng)前國(guó)內(nèi)外的一個(gè)重要課題，世界各國(guó)都非常重視金屬表面的防腐技術(shù)的研究及新工藝的應(yīng)用。
防止金屬的大氣腐蝕，一般用鋅來(lái)保護(hù)鋼鐵，因?yàn)殇\的標(biāo)準(zhǔn)氧化電位是0.763伏(25℃時(shí))，鐵則為0.440伏，與鐵比較，鋅是陽(yáng)級(jí)性的，在腐蝕介岳中，鋅較易發(fā)生反應(yīng)而成為鋅離子，從而保護(hù)了鋼鐵基體。常用的方法有熱浸鍍、電鍍、熱噴涂、涂覆含鋅粉涂料等，其防腐原理是通過(guò)在金屬表面施用一層薄而致密的鋅覆蓋層，使金屬制品與外圍介質(zhì)隔開，阻礙金屬表面形成微電池，達(dá)到防腐的目的，但時(shí)間一長(zhǎng)或受到碰撞，表面易造成局部剝落而銹蝕。
本發(fā)明的目的是提供一種真空固體滲鋅方法，采用真空滲鋅工藝流程和滲鋅劑配方，向金屬基體表面內(nèi)擴(kuò)散鋅合金元素，形成鋅鐵合金層，即表面合金化，成為與基體不可分割的一部分，提高了防腐性能。
本發(fā)明所述的一種真空固體滲鋅方法包括真空滲鋅工藝流程和滲鋅劑配方。真空滲鋅工藝流程包括金屬工件除油、除銹、清洗、助滲處理、烘干，還包括滲鋅劑按配比混合烘干處理，再將烘干的工件和滲鋅劑按比例放進(jìn)滲鋅爐膽內(nèi)，進(jìn)行抽真空和加熱，然后將工件出爐、清洗、鈍化處理、著色和烘干。滲鋅劑配方為鋅粉50～60%，氧化鋁和/或膨潤(rùn)土38～47%，鹽酸1～3%，氯化銨0.3～0.7%，氧化鋅0.5～1.5%。
本發(fā)明所述的一種真空固體滲鋅技術(shù)能有效地取代熱浸鍍鋅，具有如下的性能特點(diǎn)1.防腐性能優(yōu)良，由于真空滲鋅后在金屬表面形成鋅鐵合金層，與基體牢固結(jié)合，不會(huì)剝離，因此使用壽命長(zhǎng)，耐大氣腐蝕性能優(yōu)良，符合有關(guān)硫酸銅溶液試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)。
2.成本低，真空滲鋅由于在真空條件下進(jìn)行，使鋅合金原料滲劑不易被氧化，減少了原材料的損耗，耗鋅量可比熱鍍鋅節(jié)省60%。
3.滲鋅溫度低，工件不會(huì)變形，任何復(fù)雜形狀的工件都可滲鋅，對(duì)粉末冶金等產(chǎn)品還可起到封孔作用，進(jìn)一步提高耐腐蝕性。
4.滲層表面色澤好，由于真空滲鋅是在真空條件下進(jìn)行的極大程度地防止了合金層的氧化，因此表面色澤好，表面呈銀白色或銀灰色。
5.滲層可任意控制在20μm～100μm之間，誤差不大于10%。
6.真空滲鋅尺寸變化很小，不妨害緊固件的自然配合。
7.不改變工件或產(chǎn)品的機(jī)械性能。
8.硬度提高，耐磨性增加，例如A3鋼基體HV硬度為117，經(jīng)真空滲鋅后HV硬度可達(dá)到400以上。
9.有專用真空滲鋅設(shè)備，工藝操作簡(jiǎn)便，基本上無(wú)環(huán)境污染。
下面對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)描述。
真空固體滲鋅工藝流程如下1.將工件除油用2～8%純堿、1～2%硅酸鈉混合液，加溫到70～100℃，時(shí)間為30～40分鐘;
2.除銹用15%鹽酸除銹、除氧化皮;
3.清洗用自來(lái)水沖洗;
4.助滲處理用3%三乙醇胺、1～2%亞硝酸鈉助滲劑處理工件;
5.烘干放入烘箱內(nèi)，溫度為150～200℃;
6.將滲鋅劑按配方要求混合好，并烘干處理;
7.把烘干的工件和滲鋅合金劑按比例放進(jìn)滲鋅爐膽內(nèi);
8.滲鋅抽真空并加熱，根據(jù)工件要求將溫度控制在350～500℃，保溫時(shí)間為1.5～4.5小時(shí);
9.工件出爐吊出爐膽，待自然冷卻到80℃將工件出爐;
10.清洗工件用自來(lái)水沖洗干凈;
11.鈍化處理將鈍化溶液加溫到30℃，把工件放置溶液內(nèi)20分鐘后取出，沖洗干凈;
12.著色按需要著各種顏色，如黑色、銀白色、銀灰色等;
13.烘干放入烘箱內(nèi)，溫度為150～120℃;
14.檢驗(yàn)剔除不合格的工件;
15.入庫(kù)將合格的工件或產(chǎn)品入庫(kù)。
本發(fā)明在實(shí)施過(guò)程中按照上述工藝流程，采用了滲鋅劑最佳配方，其組份為鋅粉55%，氧化鋁和/或膨潤(rùn)土42%，鹽酸1.5%，氯化銨0.5%，氧化鋅1%。
按照本發(fā)明所述的工藝流程和滲鋅劑配方，就可實(shí)施真空固體滲鋅，任何對(duì)本發(fā)明所述方法的實(shí)施，尤其所采用的真空滲鋅工藝和滲鋅劑配方都在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種真空固體滲鋅方法，它包括真空滲鋅工藝流程和滲鋅劑配方，真空滲鋅工藝流程包括金屬工件除油、除銹、清洗、助滲處理、烘干，其特征在于，上述真空滲鋅工藝流程還包括滲鋅劑按配比混合烘干處理，再將烘干的工件和滲鋅劑按比例放進(jìn)滲鋅爐膽內(nèi)，進(jìn)行抽真空和加熱，然后將工件出爐、清洗、鈍化處理、著色和烘干；上述滲鋅劑配方為鋅粉50～60%，氧化鋁和/或膨潤(rùn)土38～47%，鹽酸1～3%，氯化銨0.3～0.7%，氧化鋅0.5～1.5%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，滲鋅劑配方最佳為鋅粉55%，氧化鋁和/或膨潤(rùn)土42%，鹽酸1.5%，氯化銨0.5%，氧化鋅1%。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種真空固體滲鋅方法，采用真空滲鋅工藝流程和滲鋅劑配方，向金屬基體表面內(nèi)擴(kuò)散鋅合金元素，形成鋅鐵合金層，即表面合金化，成為與基體不可分割的一部分，提高了防腐性能。本發(fā)明所述的方法具有防腐性能優(yōu)良，成本低，滲鋅溫度低，滲層表面色澤好，提高硬度，增加耐磨性，不改變工件的機(jī)械性能等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)C23C10/36GK1107899SQ94112059
公開日1995年9月6日 申請(qǐng)日期1994年3月1日 優(yōu)先權(quán)日1994年3月1日
發(fā)明者陶錦伯, 張金林, 楊福昌 申請(qǐng)人:陶錦伯, 張金林, 楊福昌