[發(fā)明專利]一種采用氣體多元共滲和電沉積復(fù)合技術(shù)對緊固件進行表面處理的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910060298.4
• 申請日: 2009-08-07
• 公開（公告）號: CN101713072A
• 公開（公告）日: 2010-05-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蘆笛;吳大興;何倫根;高國慶;崔國棟
• 申請（專利權(quán)）人: 四川中力偉業(yè)多元合金科技有限公司
• 主分類號: C23C28/00
• 分類號: C23C28/00;C23C8/28;C25D5/12
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及建筑工程緊固件制造加工領(lǐng)域，具體來講涉及一種采用氣體多元共滲和電沉積復(fù)合技術(shù)對緊固件進行表面處理的方法。?

背景技術(shù)

緊固件是工程中大量應(yīng)用的基礎(chǔ)零件。根據(jù)緊固件的力學(xué)性能要求不同，可以分成多個等級，如4.8級、8.8級10.9級等，級別越高緊固件力學(xué)性能要求也越高。在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中、很多工程應(yīng)用領(lǐng)域除了對緊固件提出高級別的力學(xué)性能要求外，對抗腐蝕性能也提出非常高的要求。?

例如在化工領(lǐng)域大量使用高強度緊固件，但是在實際使用過程中，這些緊固件必然會與一些腐蝕性非常強的化學(xué)物質(zhì)接觸，所以緊固件并不是由于強度不夠失效，而是由于防腐蝕性能不夠而失效。又如在海洋條件下服役的艦船上，大量使用各類不同強度級別的緊固件，由于處在含鹽的海水環(huán)境下工作，也往往由于抗海水腐蝕性能不夠在很短時間內(nèi)失效。?

目前為提高緊固件防腐蝕性能，一般采用2種方法。一種方法是采用化學(xué)方法在緊固件表面得到一層化學(xué)轉(zhuǎn)移膜(例入常溫發(fā)黑、或高溫發(fā)黑等)。另一種方法是對緊固件進行表面電鍍鋅或者電鍍鉻處理。但是化學(xué)轉(zhuǎn)移膜與電鍍處理后的緊固件抗腐蝕性能并不理想。評價材料的抗腐蝕性能優(yōu)劣，往往采用國家頒布的鹽霧試驗標(biāo)準(zhǔn)方法進行評定。經(jīng)過電鍍鋅的緊固件一般經(jīng)過50-100小時左右的鹽霧試驗表面就出現(xiàn)紅銹，電鍍鉻的緊固件一般經(jīng)過120-150小時鹽霧試驗表面出現(xiàn)紅銹。而經(jīng)過化學(xué)轉(zhuǎn)移膜處理的緊固件一般20小時左右就會出現(xiàn)大量紅銹。采用這些方法均不能滿足化工環(huán)境、海洋環(huán)境工作條件要求。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決了上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題和不足，提供了一種提高緊固件強度和耐腐蝕性，采用氣體多元共滲和電沉積復(fù)合技術(shù)對緊固件進行表面處理的方法。?

為達到上述目的，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：一種采用氣體多元共滲和電沉積復(fù)合技術(shù)對緊固件進行表面處理的方法，包括如下步驟：?

①、緊固件的初步加工處理：將高強緊固件按照規(guī)定幾何尺寸加工，然后進行拋丸處理使其達到表面無氧化皮；?

②、氣體多元共滲處理：將經(jīng)過初步加工的緊固件置于多元共滲爐中，當(dāng)爐內(nèi)溫度達到共滲溫度570℃時，打開氨氣瓶，使氨氣通過管道進入到多元共滲爐的內(nèi)部；同時打開添加劑閥門，利用多元共滲滲劑氣體發(fā)生裝置使添加劑氣體也進入到多元共滲爐的內(nèi)部；添加劑為10％的二硫代蘇糖醇水溶液，且添加劑氣體與氨氣的用量按照：每100毫升添加劑，通入1.5～2.0立方米氨氣；在風(fēng)機的攪拌下共滲時間1.5小時，使氣體混合均勻，分解出活性N、C、S、O原子滲入到緊固件表面，使表面形成一層40-60微米的金屬間化合物層和0.3毫米厚度的過渡層；?

③、電沉積鍍銅處理：將經(jīng)過氣體多元共滲處理的緊固件進行鍍銅處理，鍍銅溫度為：40-50℃，陰極電流密度控制在2～3安/分米²，鍍液的pH值控制在11～12，鍍銅時間為10分鐘；鍍液成分中含有CuCN?30～35克/升、NaCN?5～8克/升、Na₂CO₃(碳酸鈉)10～15克/升；?

④、電沉積鍍鎳處理：將經(jīng)過氣體多元共滲和電沉積鍍銅處理后的緊固件進行清洗后再進行鍍鎳處理，鍍鎳溫度為20～30℃，陰極電流密度控制在1～2安/分米²，鍍液的pH值控制在4.5～5.5，鍍鎳時間為15分鐘；鍍液成分中含有?ZnCl₂?40～50克/升、NH₄Cl?280～320克/升、H₃BO₃?20～30克/升、聚乙二醇2～3克/升；?

⑤、成品：經(jīng)過上述步驟的處理后即可得到強度在450MPa～880MPa，2600小時不出現(xiàn)銹蝕的緊固件成品。?

本發(fā)明采用氣體多元共滲技術(shù)對通用的8.8級螺栓進行氣體多元共滲處理，得到40-60微米的化合物層與0.3毫米左右厚度的過渡層。在此基礎(chǔ)上進行電鍍銅、電鍍鎳復(fù)合處理。獲得力學(xué)性能滿足8.8級高強緊固件標(biāo)準(zhǔn)，鹽霧試驗達到2600小時不出紅銹的高抗腐蝕性能的新型高強度與高防腐蝕性能的新型緊固件。?

綜上所述，依照本發(fā)明方法進行加工處理的緊固件不但性能滿足高強度的要求，而且可以達到經(jīng)過2600小時鹽霧試驗不出現(xiàn)紅銹抗腐蝕性能。?

附圖說明

圖1是經(jīng)氣體多元共滲處理后緊固件及表面上形成的化合物層的金相組織圖；?

圖2是經(jīng)過電沉積鍍銅、鍍鎳處理后緊固件表面的金相組織圖。?

具體實施方式