[發明專利]一種固體滲鋁滲劑用氧化鋁粉及其加工方法及應用該氧化鋁粉的滲劑的滲鋁工藝

在審

• 申請號: 201410618124.6
• 申請日: 2014-11-05
• 公開（公告）號: CN104404444A
• 公開（公告）日: 2015-03-11
• 發明（設計）人: 侯秉民;汪波;常羽彤;李淑文;李衛衛;呂剛;孫曉霞;高貴忠
• 申請（專利權）人: 西安航空動力股份有限公司
• 主分類號: C23C10/48
• 分類號: C23C10/48
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 蔡和平

技術領域

本發明屬于固體滲鋁技術領域，具體涉及一種固體滲鋁滲劑用氧化鋁粉及應用該氧化鋁粉滲劑的滲鋁工藝。

背景技術

固體滲鋁是將工件包埋于粉狀的滲鋁劑中，加熱到奧氏體狀態，在催滲劑的作用下進行化學反應，從而達到表面滲鋁的過程，滲鋁劑包括鋁粉、填充劑和催化劑，填充劑通常用氧化鋁粉，填充劑選擇不當，經常會出現工件表面產生粘接、氣帶以及顏色不均勻等問題，導致產品不能正常交付，需要進行返工，甚至報廢；根據固體滲鋁的特點，本發明通過大量的試驗，摸索出填充劑的化學成分、組成相比例、粒度以及安息角等最佳指標，采用該填充劑進行滲鋁，可以徹底解決工件表面出現的粘接、氣帶以及顏色不均勻等缺陷。

發明內容

本發明創造的目的是提供一種固體滲鋁滲劑用氧化鋁粉，選用該氧化鋁粉作為固體滲鋁的填充劑，可以完全排除由于填充劑引起的滲鋁缺陷。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是：一種固體滲鋁滲劑用氧化鋁粉，以重量百分比計，所述氧化鋁粉選用工業I級的氧化鋁粉，氧化鋁粉中氧化鈉含量≤0.55％，氧化鋁粉中α-Al₂O₃含量≥80％，氧化鋁粉粒度在100～320目之間，氧化鋁粉的安息角θ≤35°。

一種固體滲鋁滲劑用氧化鋁粉的加工方法，包括以下步驟：

1)以重量百分比計，選用氧化鈉含量≤0.55％的工業I級氧化鋁粉；

2)將步驟1)中氧化鋁粉置入窯爐中進行煅燒，煅燒溫度為1250±20℃，煅燒時間為5～6個小時，以重量百分比計，得到α-Al₂O₃含量≥80％的氧化鋁粉；

3)將步驟2)中得到的氧化鋁粉置入標準篩子內，并放置在振動機上，進行篩選，篩選完畢后得到氧化鋁粉的粒度在100～320目之間，同時，氧化鋁粉的安息角θ≤35°。

所述標準篩子包括設置在頂層的蓋子，和設置在底層的托盤，以及依次設置在蓋子和托盤之間的100目篩子和320目篩子。

所述步驟3)的篩選時間為10～15分鐘。

一種應用上述氧化鋁粉的滲劑的滲鋁工藝，包括以下步驟：

1)對待滲鋁工件進行吹砂、清洗、防護；

2)配料：將純鋁粉、氟化鈉、氟化氫鉀、氯化銨和作為填充劑的氧化鋁混合后放入攪拌機攪拌均勻，形成滲劑；

3)裝盤：在托盤放入25±5mm厚的滲劑，然后放上工件，再蓋上25±5mm厚的滲劑，輕輕搗實，謹防出現空隙，并將托盤放在料架上；

4)裝爐：將料架裝入爐膛的滲罐里；

5)排氣：用氬氣凈化滲罐，流量155升/分，排氣時間不少于2小時；

6)滲鋁：將爐膛預熱到870～880℃后，將滲罐裝入爐膛內并將爐膛溫度上升到890±10℃，工件在爐內總時間9h～9.5h；

7)冷卻：滲鋁結束后，將滲罐調出放入冷卻筒中，通氬氣進行冷卻不少于8小時，流量為155升/分；

8)拆罐：待滲罐冷卻后，將工件從滲罐內拆除；

9)清理：用毛刷清理工件表面附著的粉末和防護物，再用清潔的壓縮空氣吹凈工件內外表面上的粉末；

10)清洗：將工件浸入到60～70℃、25±5g/L的氧化鈉和6.25±1g/L的葡萄糖酸鈉混合溶液中超生波清洗10～12分鐘；再侵入到25±5g/L的氫氧化鈉和6.25±1g/L的葡萄糖酸鈉混合溶液中超生波清洗10～12分鐘；最后在清潔的冷水和熱水中各沖洗4～5分鐘，用清潔的壓縮空氣吹干；

11)檢驗：在試片上檢查滲鋁層厚度，以及工件外觀顏色；

12)擴散：將工件在真空狀態下870℃保溫16小時，通氬氣冷卻到80℃以下；

13)終檢：檢查所有工藝過程和外觀。

所述步驟2)中攪拌時間為1.5h。

本發明的氧化鋁粉選用工業Ⅰ級氧化鋁粉，氧化鈉含量低，避免了滲鋁速度低，滲層外觀容易發藍，易出現氣帶和粘結的情況，通過大量試驗得出在1250℃的溫度下經過5～6小時煅燒，γ-Al₂O₃逐漸轉變成α-Al₂O₃，以重量百分比計，氧化鋁粉中α-Al₂O₃含量≥80％，能夠加快滲鋁速度，避免出現氣帶現象，通過標準篩子篩選后得到氧化鋁粒度在100～320目之間氧化鋁粉，此時氧化鋁的安息角θ≤35°，安息角較小，流動性好，流動性越好的氧化鋁，其配制成的滲劑鋁層完整性和均勻性越好，減少了氣帶和粘結現象。

附圖說明