一種基于表面塑性變形預(yù)處理滲鉻工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于表面塑性變形預(yù)處理滲鉻工藝，屬于金屬零件的表面處理技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]為了改善金屬材料表面的耐磨、抗氧化和耐腐蝕性能，一般采用兩種方法，一是整體合金化，二是表面改性處理。整體合金化增加制造成本，而表面改性處理通過擴(kuò)散滲入元素Cr、Al、Si等元素，可在金屬表面獲得具有一定厚度的、耐磨、抗氧化和耐腐蝕性能優(yōu)越的涂層。
[0003]滲鉻層因具有硬度高、耐蝕性、耐磨性好和抗高溫氧化性的優(yōu)良特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于各種材料。目前在金屬表面比較成熟的滲鉻常用方法有:(1)固體粉末滲鉻；(2)等離子滲鉻；(3)鹽浴滲鉻等。滲鉻前，待滲零件常采用除油、除銹的前處理以除處表面的油污和銹蝕，得到干凈的表面，然后進(jìn)行滲鉻。從現(xiàn)有研宄和工程應(yīng)用情況看，經(jīng)上述表面預(yù)處理后滲鉻，在較低溫度下滲鉻，待滲零件表面獲得的滲鉻層厚度較薄。
[0004]為了增加滲鉻層的厚度和改善滲層的均勻性，通過采用提高滲鉻溫度、滲鉻劑中添加稀土或稀土氧化物來增加了滲鉻層厚度，但采用高溫滲鉻，將會(huì)降低待滲零件的基體強(qiáng)度，而滲鉻劑中添加稀土氧化物，添加量較難控制，過多或不足都將產(chǎn)生不利影響。本發(fā)明公開了一種基于表面塑性變形預(yù)處理滲鉻工藝，將待滲零件在一定壓力和時(shí)間內(nèi)，對(duì)表面進(jìn)行噴砂處理，水洗、烘干、漿料涂覆，進(jìn)行滲鉻，得到較厚的滲鉻層。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]目的:為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，針對(duì)現(xiàn)有金屬材料表面在較低溫度下滲鉻層厚度較薄的問題，本發(fā)明提供一種基于表面塑性變形預(yù)處理滲鉻工藝，將待滲零件在一定壓力和時(shí)間內(nèi)，對(duì)表面進(jìn)行噴砂處理，水洗、烘干、漿料涂覆，進(jìn)行滲鉻，得到較厚的滲鉻層。
[0006]技術(shù)方案:為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
一種基于表面塑性變形預(yù)處理滲鉻工藝，其特征在于，包括以下步驟:
A)金屬零件表面塑性變形處理；
B)超聲波清洗；
C)漿料涂覆；
D )烘干裝爐；
E )滲鉻、爐冷。
[0007]所述的一種基于表面塑性變形預(yù)處理滲鉻工藝，其特征在于:步驟A)金屬零件表面塑性變形處理是指:在壓力為3-4大氣壓下，將金屬零件表面噴砂4-6 min，噴砂的砂子粒徑在5-10 μ m。
[0008]所述的一種基于表面塑性變形預(yù)處理滲鉻工藝，其特征在于:步驟B)超聲波清洗是指:以去尚子水為清洗劑，超聲波清洗2_4min。
[0009]所述的一種基于表面塑性變形預(yù)處理滲鉻工藝，其特征在于:步驟C)漿料涂覆是指:將粘結(jié)劑蛋清加入已混合均勻的滲鉻劑粉末中，攪拌均勻后，調(diào)制成膏狀；均勻的涂覆在待滲金屬零件的表面。
[0010]所述的一種基于表面塑性變形預(yù)處理滲鉻工藝，其特征在于:滲鉻劑的各組分質(zhì)量百分比為:Cr203 30-35% ;鋁粉 20-25% ;A120335_40% ;NHC145_10%。
[0011]烘干裝爐、滲鉻、爐冷是指:將表面涂覆滲鉻劑的金屬零件放入真空熱處理爐中，用純度為99.9%的氮?dú)庀礌t3次，然后通入壓力為0.5個(gè)大氣壓的氮?dú)?，進(jìn)行滲鉻處理，保溫到一定時(shí)間后隨爐冷卻。
[0012]作為優(yōu)選方案，所述的一種基于表面塑性變形預(yù)處理滲鉻工藝，其特征在于:滲鉻處理是在800°C下保溫3 ho
[0013]所述的一種基于表面塑性變形預(yù)處理滲鉻工藝，其特征在于:經(jīng)基于表面塑性變形預(yù)處理滲鉻工藝處理后，金屬零件表面獲得厚度達(dá)30 μπι以上的滲鉻層。
[0014]有益效果:本發(fā)明提供的一種基于表面塑性變形預(yù)處理滲鉻工藝，基于滲鉻前的待滲零件表面的噴砂預(yù)處理，利用噴砂處理去除待滲零件表面的銹蝕產(chǎn)物，粗化表面，增加表面積，同時(shí)減少了酸洗、堿洗工序，減少了生產(chǎn)對(duì)環(huán)境的污染；通過表面噴砂處理后滲鉻，制備的滲鉻厚度顯著增加。相比于現(xiàn)有技術(shù)，具有以下優(yōu)點(diǎn):(1)本發(fā)明由于在滲鉻前，采用了噴砂預(yù)處理，增加了待滲零件的表面粗糙度，增加了表面積；省略了常規(guī)預(yù)處理過程中的堿洗、酸洗工序；(2)滲鉻的溫度較低，不會(huì)降低待滲零件的基體強(qiáng)度；(3)本發(fā)明制備的滲鉻層，具有層厚、厚度均勻的優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明工藝制備的滲鉻層的示意圖；
圖2為現(xiàn)有技術(shù)經(jīng)過酸洗、堿洗處理后滲鉻層；
圖3為本發(fā)明中經(jīng)過噴砂處理后的金屬零件的表面。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作更進(jìn)一步的說明。
[0017]以QT600-3 為例，滲鉻劑配方:Cr2O3 30-35% ；鋁粉 20-25% ；Α120335-40% ；NHC145-10%。所采用的固體粉末的粒度一般在100-200目。
[0018]具體操作如下:首先，A)進(jìn)行金屬零件表面塑性變形處理，在壓力為3-4大氣壓下，噴砂4-6 min，使金屬零件表面砂子粒徑在5-10 μπι。噴砂后的金屬零件表面如圖3所不O
[0019]B)超聲波清洗:以去離子水為清洗劑，超聲波清洗3min。
[0020]將粘結(jié)劑蛋清加入已混合均勻的滲鉻劑粉末中，攪拌均勻后，調(diào)制成膏狀，均勻涂覆在待滲金屬零件的表面，80°C下烘干后，放入入真空熱處理爐中，用純度為99.9%的氮?dú)庀礌t3次，然后通入壓力為0.5個(gè)大氣壓的氮?dú)?，進(jìn)行滲鉻處理，滲鉻溫度為800°C，保溫3h后，隨爐冷卻；經(jīng)滲鉻劑包滲處理后，金屬表面獲得厚度達(dá)30 μm以上的滲鉻層。
[0021]本發(fā)明處理后滲鉻層結(jié)果圖1所示。與圖2所示的現(xiàn)有技術(shù)經(jīng)過酸洗、堿洗處理后滲鉻層，進(jìn)行比較，具有層厚、厚度均勻的優(yōu)點(diǎn)。具有以下優(yōu)點(diǎn):(1)本發(fā)明由于在滲鉻前，采用了噴砂預(yù)處理，增加了待滲零件的表面粗糙度，增加了表面積；省略了常規(guī)預(yù)處理過程中的堿洗、酸洗工序；(2)滲鉻的溫度較低，不會(huì)降低待滲零件的基體強(qiáng)度；(3)本發(fā)明制備的滲鉻層，具有層厚、厚度均勻的優(yōu)點(diǎn)。
[0022]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出:對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于表面塑性變形預(yù)處理滲鉻工藝，其特征在于，包括以下步驟: A)金屬零件表面塑性變形處理； B)超聲波清洗； C)漿料涂覆； D )烘干裝爐； E )滲鉻、爐冷。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于表面塑性變形預(yù)處理滲鉻工藝，其特征在于:步驟A)金屬零件表面塑性變形處理是指:在壓力為3-4大氣壓下，將金屬零件表面噴砂4-6min，噴砂的砂子粒徑在5-10 μ m。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于表面塑性變形預(yù)處理滲鉻工藝，其特征在于:步驟B)超聲波清洗是指:以去尚子水為清洗劑，超聲波清洗2_4min。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于表面塑性變形預(yù)處理滲鉻工藝，其特征在于:步驟C)漿料涂覆是指:將粘結(jié)劑蛋清加入已混合均勻的滲鉻劑粉末中，攪拌均勻后，調(diào)制成膏狀；均勻的涂覆在待滲金屬零件的表面。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于表面塑性變形預(yù)處理滲鉻工藝，其特征在于:滲鉻劑的各組分質(zhì)量百分比為:Cr2O3 30-35%;鋁粉 20-25% ;A120335_40% ;NH4C1 5_10%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于表面塑性變形預(yù)處理滲鉻工藝，其特征在于:烘干裝爐、滲鉻、爐冷是指:將表面涂覆滲鉻劑的金屬零件放入真空熱處理爐中，用純度為99.9%的氮?dú)庀礌t3次，然后通入壓力為0.5個(gè)大氣壓的氮?dú)?，進(jìn)行滲鉻處理，保溫到一定時(shí)間后隨爐冷卻。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于表面塑性變形預(yù)處理滲鉻工藝，其特征在于:滲鉻處理是在800°C下保溫3 ho
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于表面塑性變形預(yù)處理滲鉻工藝，其特征在于:經(jīng)基于表面塑性變形預(yù)處理滲鉻工藝處理后，金屬零件表面獲得厚度達(dá)30 μπι以上的滲鉻層。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于表面塑性變形預(yù)處理滲鉻工藝，金屬零件表面塑性變形處理：在壓力為3-4大氣壓下，將金屬零件表面噴砂4-6 min，噴砂的砂子粒徑在5-10μm；超聲波清洗；漿料涂覆；烘干裝爐；滲鉻、爐冷。滲鉻劑的各組分質(zhì)量百分比為：Cr2O3 30-35%；鋁粉 20-25%；Al2O335-40%；NHCl45-10%；滲鉻處理是在800℃下保溫3 h。本發(fā)明工藝制備的滲鉻層厚度達(dá)30μm，而且厚度均勻，具有工藝簡(jiǎn)便、成本低、涂層結(jié)合力強(qiáng)、適于批量生產(chǎn)等特點(diǎn)。
【IPC分類】C23C10-32, C23C10-02
【公開號(hào)】CN104630696
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510025490
【發(fā)明人】王紅星, 王章忠, 毛向陽(yáng), 薛亞軍, 黃天驕
【申請(qǐng)人】南京工程學(xué)院
【公開日】2015年5月20日
【申請(qǐng)日】2015年1月20日