[发明专利]一种新型粉末渗锌助渗工艺

说明书

一种新型粉末渗锌助渗工艺，涉及金属防锈技术领域，包括以下步骤：1)渗锌前处理：将钢构件进行表面除油除锈处理；2)包埋钢构件：将钢构件埋于渗锌剂中置于渗锌炉中；3)渗锌：升温、旋转渗锌炉，在渗锌过程中引入超声波和循环气氛；4)渗锌后处理：将渗锌后的钢构件进行清洗，获得一种多元素粉末共渗锌钢构件。本发明在使用机械能助渗粉末渗锌法的基础上，引入第二种机械能，加快了渗锌反应，降低了渗锌时间，实现高效率渗锌。

技术领域

本发明涉及金属防锈技术领域，尤其涉及一种新型粉末渗锌助渗工艺。

背景技术

现如今，金属在人们的生活中具有广泛的应用。相应的，金属的防腐也日渐成为一大不可忽视的的问题。金属的腐蚀不仅消耗了人类生活中不可缺少的自然资源，而且严重破坏了自然环境、工业生产及人类生活等许多活动的正常运行，腐蚀造成的巨大经济损失和严重环境污染，已成为影响现代社会和经济可持续发展的重要因素之一。为了应对金属的腐蚀，尤其是延缓金属在恶劣工作环境中的锈蚀，人们采用了许多的方法应对这一问题，传统的方法有涂油，电镀，单一涂层等。而现如今，采用表面涂防锈油的方法难以在恶劣的户外条件下长时间维持金属构件的防锈性能，传统的电镀、单一的锌铬涂层等工艺也都难以满足金属制件的使用要求。这促使人们去探索新型防腐技术。

粉末渗锌技术是利用锌铁原子相互扩散而在基体表面形成一种锌铁合金层，起到很好地保护作用而被广泛应用于钢铁件的防腐领域。粉末渗锌化学热处理工艺通过热扩散方法在钢铁表面获得锌铁合金，与传统镀锌工艺相比，具有涂层厚度均匀性好、涂层厚度不受构件的形状和位置的影响、硬度高、耐磨损等优点。但粉末渗锌热处理过程存在扩散速度慢、反应时间较长、耗能高、效率低等问题，还需优化改进已有渗锌工艺，或尝试开发其他工艺，以实现低成本、高质量、高效率渗锌。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中锌工艺中的扩散速度慢、反应时间较长、耗能高、效率低的上述问题，提供一种新型粉末渗锌助渗工艺，采用可控气氛和旋转两种机械能共同助渗的方法来提高渗锌效率，同时在渗锌时用上超声波和振动压力的方式促渗，从而缩短渗锌时间，提高渗锌工艺的效率和质量。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明所述的一种新型粉末渗锌助渗工艺，包括以下步骤：

(1)渗锌前处理：将钢构件进行表面除油除锈处理；

(2)包埋钢构件：将钢构件埋于渗锌剂中置于渗锌炉中；

(3)渗锌：升温、旋转渗锌炉，在渗锌过程中引入超声波和循环气氛；

(4)渗锌后处理：将渗锌后的钢构件进行清洗，获得一种多元素粉末共渗锌钢构件。

所述的除油采用高温碳化除油的方法将钢构件在300～400℃保温30～60min，直至钢构件表面无油。

所述的除锈为抛丸除锈，在0.2～0.4MPa压缩空气的条件下处理20～30min。

所述的渗锌剂为按配方比例加入锌粉70％～74％、助渗剂3％～5％、石英砂21％～27％。

所述的升温为从常温先缓慢升温至250～300℃，保温20～30min，之后快速升温410～420℃保温3～5h，之后缓慢降温到250～300℃，保温20～30min，最后当温度冷却到100℃时，打开渗锌炉随炉冷却至室温。

所述的旋转为升温前设置转数为5～10r/min，当温度升高到250～300℃时将转数设置为10～15r/min,升温至410～420℃后将转数设置15～20r/min，温度降到250～300℃时转数设置为10～15r/min，降温到100℃转速设置为5～10r/min。

本发明中，旋转机械能动态助渗中电机转数控制，采用高低转数循环，且转数高低是随温度变化而变化。