[发明专利]在工件表面制备ZnAlTi多元合金防腐涂层的方法

说明书

技术领域

本发明涉及金属防腐涂层的制备方法，具体涉及一种在工件表面制备ZnAlTi多元合金防腐涂层的方法。

背景技术

高速、普通铁路零部件是保证铁路行车安全的关键部件。由于行车时将产生弹性跳动使紧固件等工件承受震动型摩擦，产生不等幅的交变振动疲劳应力、瞬时冲击咬合磨损等复杂外力作用，因此需要零部件具有足够高的硬度、抗咬合性、抗疲劳等力学性能。

然而，由于常年经受日晒雨淋、冬冷夏热，使用环境恶劣，常因大气及雨水腐蚀而产生锈蚀，易导致零部件的力学性能大幅度下降，早期失效，造成行车安全隐患。因此，需要对零部件进行高质量的表面防腐处理，防止产生锈蚀，提高零部件的表面耐腐蚀性能，延长其使用寿命，从而提高铁路行车安全系数。

目前，已经公开了多种工件表面防腐处理方法。例如，锌铝合金共渗工艺是目前比较常用的金属工件防腐处理方法，该工艺是利用加热状态下金属原子的渗透扩散作用，在金属基体没有相变的条件下，将锌铝元素渗入到钢铁构件表面，形成合金保护层，提高工件表面的抗腐蚀、抗表面氧化及耐磨性能等。但是，由于该工艺制备的含有锌铝涂层的工件的防腐性能单一、性能不稳定，长时间应用时会导致防腐性能下降，因此已经逐渐被新的防腐处理工艺所代替。

例外，还有人考虑在工件表面制备复合涂层来改善工件的表面性能。例如，中国专利CN100503890C公开了一种多元共渗合金共渗加封闭的涂层，该涂层是由第一层的多元合金共渗渗层与钝化层和第二层的封闭层组成，其中第一层多元合金共渗渗层与钝化层中，多元合金共渗渗层是由锌、铝和氧化镧组成；第二层封闭层是由锌和铝与环氧树脂组成。虽然上述涂层具有很好的防腐效果，但是工件表面力学性能并不能得到明显改善，而且工艺复杂。

发明内容

本发明解决的技术问题在于，提供一种在工件表面制备防腐涂层的方法，通过该方法来提高防腐涂层的抗腐蚀性能和表面硬度。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种在工件表面制备防腐涂层的方法，包括：

提供包括以下重量百分比的共渗剂粉末：15wt％～30wt％的锌粉、10wt％～20wt％的铝粉、10wt％～20wt％的钛粉、0.1wt％～2.0wt％的活化剂粉、余量的填充剂；

将工件包埋在所述共渗剂粉末中加热至400℃～500℃，保温3小时～10小时进行共渗处理。

优选的，所述共渗剂粉末包括：20wt％～25wt％的锌粉。

优选的，所述共渗剂粉末包括：12wt％～18wt％的钛粉。

优选的，所述填充剂为石英砂。

优选的，所述活化剂选自氯化铵、氯化锌中的一种或多种。

优选的，在将所述工件包埋在共渗剂粉末之前。

优选的，所述共渗剂粉末还包括：2wt％～10wt％的稀土氧化物粉。

优选的，所述稀土氧化物粉为氧化钇粉、氧化镧粉、氧化铈粉、氧化镨粉、或氧化钕粉中一种或多种。

优选的，所述共渗剂粉末还包括：1wt％10wt％的Sr₂Nb₂O₇粉末。

优选的，所述方法还包括继续将所述工件和共渗剂粉末升温至400℃～500℃、保温3小时～10小时进行共渗处理。

本发明提供一种在工件表面制备防腐涂层的方法，与现有技术相比，在本发明提供的共渗剂中包含一部分钛，实验结果表明，防腐涂层增加钛元素后，抗腐蚀性能和表面硬度均得到了明显的改善。

具体实施方式

本发明提供的在工件表面制备防腐涂层的一个方案，包括：

提供以下重量百分比的共渗剂粉末：15wt％～30wt％的锌粉、10wt％～20wt％的铝粉、10wt％～20wt％的钛粉、余量的填充剂；

将所述工件包埋在所述共渗剂粉末中加热至400℃～500℃，保温3小时～10小时进行共渗处理。

按照本发明，所述工件指本领域技术人员熟知的用于高速铁路、普通轨道上的螺栓、防落梁、轨道压板等零部件。铁路轨道工件的材质一般为本领域技术人员熟知的碳钢或合金钢。