[发明专利]一种热镀锌用工装件及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种金属制件及制备方法，特别是表层覆盖合金耐腐蚀层的热镀锌用工装件及制备方法。

背景技术

热镀锌是一种应用十分广泛的钢铁防腐蚀技术，广泛用于板带、钢管、钢丝、型钢等钢铁制品。在批量产品件热镀锌过程中会使用大量的铁基挂具等工艺工装件。液态锌在热镀锌工艺温度( 450-650℃ ) 下对大部分金属都有强烈的腐蚀性，随着锌液温度越高对铁的腐蚀速度越大，锌的温度高于490℃时，铁在锌中的腐蚀速度直线上升，因此，锌液会对热镀锌生产用的挂具、内加热套管、测温热电偶、热电偶保护套管以及连续镀锌中的沉没辊、传送链、支承辊等工装件产生强烈的腐蚀，致使这些工装件服役寿命很短，有些只能使用十几天就会因强烈腐蚀而报废。同时，在铁被腐蚀过程中因形成锌铁合金而消耗的锌是铁量的25倍。有鉴于此，在这种锌液条件下服役的工装件，既要求具有持久的耐高温强度、高的耐磨性、良好的加工工艺性，又要具有足够的耐锌液腐蚀性，但是目前尚缺乏能满足这种综合性能要求的材料。研制出一种能在锌液中长期工作、 价格低廉、且适合于工业生产的热镀锌用工装件是目前热镀锌企业亟待解决的问题之一。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种具有高耐熔融锌液腐蚀性的热镀锌用工装件。

本发明的另一目的是提供所述热镀锌用工装件的制备方法。

本发明所称问题是通过以下技术方案解决的：

一种热镀锌用工装件，所述工装件以碳钢为基体，在碳钢基体表面覆盖合金耐腐蚀层，合金耐腐蚀层厚度为70-120微米，合金耐腐蚀层含硅、钼，硅、钼以Fe₃Si+Fe₃Mo+MoSi₂形式存在，合金耐腐蚀层含硅量为5-15%、含钼量为2-10%。

上述热镀锌用工装件，所述工装件的碳钢基体为低碳钢、中碳钢或低合金钢。

一种热镀锌用工装件的制备方法，按照下述步骤进行：

a.工装件处理：将碳钢基体的工装件表面除油、除锈后表面冷风吹干；

b. 配制渗剂；按照如下质量份原料配制渗剂：硅铁粉20-30，硅粉 10-20，钼粉5-20，钼铁粉10-30，石墨粉10-15，氯化铵粉2-3，氧化铝粉25-30，石英砂粉1-10，将上述渗剂原料混合均匀烘干；

c.装罐：取配制好的渗剂10-20%铺于由耐热钢或石英玻璃制成热处理渗罐底部，将经a步骤处理的工装件置放渗罐中间的渗剂层上，工装件四周及表层用余量渗剂填满，渗罐封盖后置于热处理炉内；

d．热处理：设定加热炉升温速率15～20℃/min, 热处理炉升温至950～1050℃后保温时间4-6小时，热处理过程中渗罐以1r/3min的速度转动，保温后随炉缓冷至室温取出渗罐，将工装件取出，清理干净工件表面附着渗剂，即得到含有硅、钼合金耐腐蚀层的热镀锌用工装件。

上述热镀锌用工装件的制备方法，所述b步骤按照如下质量份原料配制渗剂：硅铁粉22-25，硅粉 15-18，钼粉10-18，钼铁粉15-25，石墨粉10-12，氯化铵粉2-3，氧化铝粉25-28，石英砂粉4-8；所述硅铁粉选自FeSi65，硅铁粉粒径100-150目，所述硅粉粒径200-250目；所述钼铁粉选自FeMo60，钼铁粉粒径150-200目，所述钼粉粒径250-300目；所述石墨粉、氯化铵粉、氧化铝粉及石英砂粉的粒径为100-200目。

本发明针对解决热镀锌用工装件耐熔融锌液腐蚀的问题进行了改进，提供了一种可以长期在锌液条件下服役的热镀锌用工装件及该工装件的制备方法。所述热镀锌用工装件以碳钢为基体，通过硅钼共渗的热处理工艺对碳钢基体表面进行改性处理，使基体表面形成具有高化学稳定性、高硬度的合金耐腐蚀层。该合金耐腐蚀层不仅能够改善钢材在锌液腐蚀介质中的耐蚀性，而且还能提高钢材的抗高温氧化性、提高钢材表面的耐磨性，从而大幅度提高热镀锌用工装件的使用寿命。 通过锌液腐蚀试验测定表明，按照本发明方法处理的热镀锌用工装件相比普通镀锌用工装件耐锌液腐蚀寿命提高20～30倍。此外，本发明方法无需氩气气氛保护，无需真空条件，工艺过程相对简单，生产成本低廉，适合工业化生产。本发明对提高热镀锌行业的生产效率和经济效益、促进热镀锌行业的可持续发展具有十分积极的意义。

具体实施方式