[發明專利]一種滲鉻劑及其滲鉻涂層的工藝

有效

• 申請號: 201610876998.0
• 申請日: 2016-09-30
• 公開（公告）號: CN107881462B
• 公開（公告）日: 2019-03-19
• 發明（設計）人: 史永紅;劉京雷;徐宏;許巖峰
• 申請（專利權）人: 中國石化揚子石油化工有限公司;中國石油化工股份有限公司
• 主分類號: C23C10/38
• 分類號: C23C10/38
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 萬婧

本發明公開了一種滲鉻劑及其滲鉻涂層的工藝，屬于金屬涂層領域，一種滲鉻劑，包括供鉻劑、活化劑、惰性填充物，還包括泡沫無機材料，其中供鉻劑為鉻粉和/或鉻鐵，活化劑為氯化銨和/或氟化鈉，惰性填充物為氧化鋁和/或氧化鎂，泡沫無機材料為泡沫石棉和/或膨脹珍珠巖。通過在現有滲鉻劑中添加耐高溫泡沫無機材料或高溫煅燒惰性填充物等相應措施，克服了傳統工藝中滲鉻劑固結、生產效率低、滲劑清理難等缺點。

技術領域

本發明屬于金屬涂層領域，具體地說，本發明公開了一種新的滲鉻劑及其滲鉻涂層工藝。

背景技術

金屬表面滲鉻(Cr)是通過加熱擴散將鉻元素滲入工件表面而形成無孔隙鉻合金層的一種化學熱處理方法。滲鉻層有許多優點：它比一般電鍍層厚、無孔、與機體結合牢固，比熱噴涂層光潔、致密，更重要的是它可以在形狀復雜的工件上得到均勻的滲層，具有較高的抗蝕性能、抗氧化性能及惰性性能。因此滲鉻工藝在工業中得到廣泛的應用。

粉末包埋滲鉻由于工藝簡單，成本低廉，是目前工業上普遍采用的工業化生產滲鉻工藝之一?，F有技術中此種工藝滲鉻劑基本配方是：鉻粉(或鉻鐵)、活化劑(氯化銨、氟化鈉等)及惰性填充物(氧化鋁、氧化鎂等)。如專利CN1528944A，對小軸零件滲鉻所采用的滲鉻劑為氧化鋁、鉻鐵粉、氯化銨，三者比例為55∶42∶3，采用分段加熱和保溫，提高滲層均勻性。然而在900℃以上的高溫下，配方中鉻粉(或鉻鐵)、活化劑及工件材料發生一系列物理化學反應，同時冷卻后滲劑易吸收空氣中的水蒸汽，使滲劑固結，附著在工件表面，特別是細長管狀零件內部，難以清理，并且不利于粉碎細化再利用。

發明內容

本發明的目的就是提供一種新的滲鉻涂層生產的工藝及一種新的滲鉻劑。通過在現有滲鉻劑中添加耐高溫泡沫無機材料變成新的滲鉻劑以及高溫煅燒惰性填充物等相應措施，能夠在工業化滲鉻涂層生產中防止滲鉻劑固結，從而使得清理滲鉻劑簡單方便，便于滲鉻劑粉碎再利用。

上述發明目的，是通過如下技術方案實現的：

一種滲鉻劑，包括供鉻劑、活化劑、惰性填充物，還包括泡沫無機材料，其中供鉻劑為鉻粉和/或鉻鐵，活化劑為氯化銨和/或氟化鈉，惰性填充物為氧化鋁和/或氧化鎂，泡沫無機材料為泡沫石棉和/或膨脹珍珠巖。

一種滲鉻涂層工藝，步驟為：

(1)制備新的滲鉻劑，此種滲鉻劑由供鉻劑、活化劑、惰性填充物及泡沫無機材料組成，其中供鉻劑為鉻粉或/和鉻鐵，活化劑為氯化銨或/和氟化鈉，惰性填充物為氧化鋁或/和氧化鎂，泡沫無機材料為泡沫石棉或/和膨脹珍珠巖，先將供鉻劑、活化劑及惰性填充物攪拌混合均勻，再將混合后的組分總體積的5％～25％的泡沫無機材料加入到前述混合物，再次混合均勻；

(2)欲涂層之工件內腔填充上述滲鉻劑或將工件掩埋于滲箱滲鉻劑中，采用滲鉻劑密封措施，在850℃～1250℃的溫度下進行包埋共滲處理，隨爐冷卻后取出。

泡沫石棉，具有使用過程無污染、無粉塵危害，有彈性、柔軟，使用溫度范圍較廣，低溫不脆硬，高溫時不散發煙霧或毒氣的特點。而膨脹珍珠巖是一種天然酸性玻璃質火山熔巖非金屬礦產，經1000～1300℃高溫處理，體積迅速膨脹4～30倍，主要成分為二氧化硅。這兩類泡沫無機材料耐高溫，并且組織疏松，在滲鉻過程中不參與化學反應，所以可以明顯降低滲鉻劑的固結傾向。

優選地，泡沫石棉可以為纖維狀的硅藻巖。更優選地，可以為蛇紋石、角閃石、陽起石、直閃石、鐵石棉、透閃石等。

在包埋共滲處理時采取滲劑密封措施，如用耐火泥泥封滲箱蓋邊緣，或封堵欲涂層之工件內腔端部，可以防止高溫下氣相組分揮發或滲鉻劑氧化。

上述滲鉻涂層工藝中使用的惰性填充物可以在使用前經250℃～450℃煅燒處理2～5小時，使惰性填充物中的結晶水或吸附的水脫離惰性填充物，從而降低滲劑固結傾向，并有利于提高滲鉻層質量。