[發明專利]一種滲鋅層厚度可觀、均勻的粉末滲鋅方法

在審

• 申請號: 201710408803.4
• 申請日: 2017-06-02
• 公開（公告）號: CN107267913A
• 公開（公告）日: 2017-10-20
• 發明（設計）人: 石東秀
• 申請（專利權）人: 廣西南寧桂知科技有限公司
• 主分類號: C23C10/28
• 分類號: C23C10/28
• 代理公司: 深圳新創友知識產權代理有限公司44223
• 代理人: 關文龍

【技術領域】

本發明屬于鋼鐵表面化學熱處理技術領域，具體涉及一種滲鋅層厚度可觀、均勻的粉末滲鋅方法。

【背景技術】

室外鋼結構及緊固件、高速公路護欄、橋梁，水暖器具、建筑五金、汽車、工程機械等鋼鐵零部件，粉末冶金制品以及化工、海洋、冶金、發電等工程中使用的鋼鐵零部件，常常需要耐腐蝕防護層。鋅是鋼鐵件表面防護中最常使用的化學元素：熱浸鍍鋅層，厚度一般在15-130μm，構件平面與邊角鍍層厚度有明顯差別，均勻性差，不易控制；電鍍鋅層，厚度一般在5-25μm，平面鍍層均勻性好，但構件內部空腔的鍍層薄，且有時無鍍層；熱噴涂鋅層，厚度一般為84-300μm，也可厚達3mm，厚度均勻性差，致密性低；粉末滲鋅層，厚度只取決于滲鋅劑、加熱溫度與保溫時間等工藝參數，與構件的形狀和位置基本無關，當處理帶有螺紋、凹槽和內孔等復雜形狀的鋼鐵件時，滲鋅層的厚度幾乎相同，一般厚度可以在10-100μm之間選擇，通過調整保溫時間準確控制在某一厚度值附近。

粉末滲鋅，是將粉末滲鋅劑與鋼鐵件共置于密封容器中，加熱到400℃左右，使活性鋅原子由鋼鐵件的表面向內部滲透，在其表層形成均勻的鋅鐵合金層的工藝方法。相對于其他方法，粉末滲鋅的鋅消耗量低、節省原材料；生產過程無污染，勞動條件好；生產設備簡單，使用和維修成本低。粉末滲鋅在鋼鐵件表面形成的鋅鐵合金層具有耐腐蝕性強、硬度高、耐磨損、抗劃傷、涂覆性能好等優點。

腐蝕、銹蝕是鋼鐵材料的天敵。據估算，世界鋼產量約有十分之一損耗于腐蝕、銹蝕。實踐證明，在海洋大氣、惡劣的工業大氣等多種環境下，滲鋅層的耐蝕性優于熱鍍鋅、電鍍鋅和不銹鋼。滲鋅層表面維氏硬度可以達到250-400，而熱鍍鋅、電鍍鋅鋼鐵件表面為純鋅，鍍層維氏硬度僅為70左右，因此滲鋅與熱鍍鋅和電鍍鋅相比，鋼鐵件的表面耐磨性和抗擦傷性能好得多。在一般情況下，滲鋅生產的前處理只采用拋丸機除銹清油，且用布袋除塵。粉末滲鋅技術為鋅的固體滲，沒有鋅蒸氣產生，工件與粉末滲鋅劑又在密閉的器具中進行滲透和分離，對周圍環境沒有污染。據測算，熱鍍鋅鋼鐵件噸產品的鋅消耗量為100公斤左右，而粉末滲鋅僅為30公斤左右，只占熱鍍鋅的30％。另外，也沒有鋅鍋腐蝕這一熱鍍鋅的老大難問題。滲鋅產品的滲鋅層均勻，且與油漆的結合力為一級，涂漆后能實現復合防護，其耐腐蝕性均優于熱鍍鋅、電鍍鋅和單一滲鋅層。經滲鋅處理的鋼材制件不影響材料的力學性能。滲鋅處理的溫度比熱鍍鋅低100-280℃，此溫度下吸入鋼基體的氫原子已擴散逸出。因此在應用中沒有氫脆的危害，也能避免彈簧等一些高強度件因處理溫度高造成力學性能下降的弊端。所以，粉末滲鋅有廣闊的應用前景。

但是，現有的粉末滲鋅劑及其應用工藝需要的滲鋅時間長；鋅鐵合金層的耐腐蝕性能還可以進一步提高；鋼鐵件表面粘結有滲鋅劑，需要清理；用過的粉末滲鋅劑結塊，不便于回收再利用。

【發明內容】

本發明要解決的技術問題是提供一種滲鋅層厚度可觀、均勻的粉末滲鋅方法，以解決現有滲鋅劑活性低、滲速慢，形成的滲鋅層厚度小等問題。

為了解決以上技術問題，本發明采用以下技術方案：

一種滲鋅層厚度可觀、均勻的粉末滲鋅方法，包括噴砂、裝箱、配粉、滲鋅、離心甩鋅、冷卻、挑選、包裝，其特征在于，在滲鋅中所用的粉末滲鋅劑，以重量份為單位，包括以下原料：鋅粉120-200份、沸石粉7-12份、氯化鋁粉5-7份、氧化鋁粉2-4份、硫酸鋁粉4-6份、氧化鈷粉2.2-3.8份、鉛粉1.6-2.5份、硬脂酸鎂粉1.5-2.3份、硼酸鈉粉1.2-2份、硅酸鈣粉1.5-2.3份、石墨烯粉0.4-0.8份、表面活性劑0.4-0.7份、分散劑0.5-0.8份、調節劑0.7-1份、活化劑1.3-1.8份、擴散劑0.8-1.2份、加強劑0.4-0.6份、螯合劑0.3-0.5份、催滲劑1-1.5份、穩定劑0.6-1份；

所述鋅粉的粒度為300-500目，鋅含量≥98.6％；

所述沸石粉的顆粒直徑為3-25μm；

所述氯化鋁粉含氯化鋁95.3％以上，顆粒直徑為0.3-6μm；

所述氧化鋁含氧化鋁99.1％以上，顆粒直徑為40-80nm；

所述硫酸鋁粉含硫酸鋁95.5％以上，顆粒直徑為0.1-2μm；

所述氧化鈷粉含氧化鈷95.5％以上，顆粒直徑為0.1-6μm；

所述活化劑為氯化銨；

所述擴散劑為擴散劑NNO；

所述強化劑為701粉強化劑；

所述螯合劑為六嚙螯合劑；

所述催滲劑為硝酸鐿；