[發明專利]一種鋼鐵制件低溫下多元合金擴散防腐處理工藝

在審

• 申請號: 201811281269.6
• 申請日: 2018-10-31
• 公開（公告）號: CN109402553A
• 公開（公告）日: 2019-03-01
• 發明（設計）人: 桑俊杰;殷林杰
• 申請（專利權）人: 河南坤金金屬材料科技有限公司
• 主分類號: C23C10/02
• 分類號: C23C10/02;C23C10/30;C23C10/60
• 代理公司: 北京遠大卓悅知識產權代理事務所(普通合伙) 11369
• 代理人: 馬儀成

本發明公開了一種鋼鐵制件低溫下多元合金擴散防腐處理工藝，主要步驟如下：工件碳化除油→拋丸除銹→工件、多元滲劑、防粘結劑、加速擴散劑裝擴散罐(滾筒)→抽真空到工藝參數設→滲鋅(升溫、恒溫、冷卻)→震動分離篩分離→水洗→鈍化→水洗→干燥→檢驗。本發明根據需要厚度可控制在15—110微米范圍內，擴散層非常均勻，厚度偏差不應大于該件擴散層平均厚度的10％，對復雜的部件、無論是螺紋、內壁或凹槽，厚度幾乎相同，對帶螺紋，有配合要求的工件，擴散層厚度在15～50um之間不需附加間隙，可保證其互換性，解決了緊固件公差配合問題，提高了緊固作用。

技術領域

本發明屬于金屬防腐處理工藝技術領域，具體地說屬于在低溫(250℃—409℃)環境下將多元合金(鋅、鎳、鋁、鉻、稀土等)擴散到鋼鐵件表面，形成多元合金擴散防腐層，以達到大大改善和提高鋼鐵制件的抗腐蝕、抗氧化及耐磨損性能，又基本不改變工件力學性能的防腐處理工藝，更具體地說，尤其涉及一種鋼鐵制件低溫下多元合金擴散防腐處理工藝。

背景技術

目前高鐵、軌道交通設備、螺栓、道釘、軌道扣件和接觸網金具等安裝在露天環境中，風吹日曬雨淋，嚴寒、高溫、雨水、風沙、嚴重空氣污染、特別是酸雨地區工作條件惡劣，現有的防腐蝕工藝、方法不能滿足產品的要求，尤其我國高速鐵路快速發展的今天，對軌道設備防腐性能提出了更高的要求。鋼筋混凝土結構的橋梁同樣存在腐蝕問題。其原因主要有冰凍破壞、化學腐蝕、鋼筋銹蝕和堿性混凝土反應等，特別是由于濕度、溫度、O₂、SO₂H₂S等腐蝕性介質的作用會導致鋼筋銹蝕，進而破壞混凝土結構。針對高鐵、軌道交通設備現有的防腐措施主要有電鍍鋅、冷鍍鋅、涂涂防腐漆或防腐涂料、粉末涂裝、涂裝達克羅、氮化、熱鍍鋅、熱機械鍍鋅(粉末滲鋅)。

電鍍鋅和冷鍍鋅工藝產生大量污染大的廢水，而且治理難度大，費用高，構件還會產生清脆。耐腐蝕壽命短。不適合防腐年限要求20年以上，又有強度要求的構件，這兩種工藝不適合。氮化硬度高耐磨，結合好，但耐蝕性能不夠。

涂達克羅、粉末涂裝、噴涂防腐漆或防腐涂料，這些工藝制作的防腐層結合力較差，耐磨、耐磕碰、耐劃傷性能比較差。涂油漆的耐蝕效果差；粉末涂裝涂層結合不好，易剝落；涂達克羅的耐蝕效果很好，但涂層薄而軟，不耐磨；熱浸鍍鋅(熱鍍鋅)工藝加工工藝溫度高(450-600℃)，熱鍍鋅可以獲得厚鍍層，該工藝制作防腐層防腐年限能達到20年以上，但因其工藝溫度較高，因退火造成構件強度和彈性的下降問題，同時對于對緊固件熱鍍鋅有鍍前附加間隙，鍍層厚度難以控制。表面質量不高，易結瘤，尤其是螺紋件溝槽易被填平而不能使用，同時熱鍍鋅污染嚴重，能耗大。

熱機械鍍鋅(粉末滲鋅)，采用了原子滲透擴散原理，將滲劑與鋼鐵制件置于滲鋅爐中加熱到410—440℃，活性鋅原子會由表及里地擴散進入鋼鐵制件內部；同時也存在鐵原子由里向外擴散。這種反應擴散的結果，使得鋼鐵制件表面形成一層鋅鐵合金層，加工工藝溫度高一般要達到410—440℃，保溫時間需較長，同時該工藝因爐內含有大量空氣(氧氣)、水份、會導致鋅粉表面氧化、造成鋅粉粘接；同時導致鋅粉與工件迅速氧化，形成氧化膜，會阻礙鋅原子向工件內擴散。另外對于部分中碳彈簧鋼、結構鋼采用淬火+回火進行熱處理強化的工件(如制作高鐵彈條的圓鋼材質為60Si2Mn，其常用回火溫度為380℃，采用該工藝就會降低彈條的力學性能，其他高強度鋼、彈簧鋼、合金鋼在采用該工藝也有因退火造成強度和簧性的下降問題。

發明內容

本發明的目的是為了解決高鐵、軌道交通設備、螺栓、道釘、彈條、軌道扣件、預埋槽道、接觸網金具和鋼筋混凝土結構的橋梁預埋件等鋼鐵構件耐腐蝕性能，又不影響構件的機械與力學性能。本發明的目的在于提供一種鋼鐵制件在較低溫度下(250℃—409℃)，多元合金快速擴散(2-3小時)形成鋅基多元長效防腐層生產工藝，工藝過程基本無污染，工作條件好，市區可建廠。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種鋼鐵制件低溫下多元合金擴散防腐處理工藝，包括如下步驟：