[發明專利]結合強度高、耐磨的粉末滲鋅制件

在審

• 申請號: 201911342831.6
• 申請日: 2019-12-23
• 公開（公告）號: CN111041410A
• 公開（公告）日: 2020-04-21
• 發明（設計）人: 何木中;易玉麟;林東偉
• 申請（專利權）人: 南寧普來得工貿有限公司
• 主分類號: C23C10/36
• 分類號: C23C10/36;B22F9/04;B22F1/00
• 代理公司: 南寧勝榮專利代理事務所(特殊普通合伙) 45126
• 代理人: 關文龍

本發明公開了一種結合強度高、耐磨的粉末滲鋅制件，包括以下步驟制成：(1)將所述粉末滲鋅劑與欲滲鋅的制件裝入滾筒式加熱爐的陶瓷內襯筒里，加蓋密封；(2)將滾筒式加熱爐轉動，升溫至356?372℃；(3)控制溫度為356?372℃，增加超聲波，超聲波的功率為160?200W，將滾筒式加熱爐轉速從1r/min升至80r/min，再降速至1r/min，如此循環升降；(4)粉末滲鋅9?12min后，緩慢冷卻至室溫，停爐取出，制得結合強度高、耐磨的粉末滲鋅制件。本發明制得的粉末滲鋅制件的滲鋅層厚度和硬度明顯優于現有技術制得的粉末滲鋅制件的滲鋅層厚度和硬度，說明了本發明的粉末滲鋅劑活性更大，滲鋅速度更快。

【技術領域】

本發明屬于鋼鐵表面化學熱處理技術領域，具體涉及一種結合強度高、耐磨的粉末滲鋅制件。

【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，現有的粉末滲鋅劑存在著活性較低、滲速較慢，形成的滲鋅層厚度和硬度較小等問題，還不能滿足應用需求。

【發明內容】

本發明提供一種結合強度高、耐磨的粉末滲鋅制件，以解決現有滲鋅劑活性較低、滲速較慢，形成的滲鋅層厚度和硬度較小等問題。

為了解決以上技術問題，本發明采用以下技術方案：

一種結合強度高、耐磨的粉末滲鋅制件，包括以下步驟制成：

(1)將所述粉末滲鋅劑與欲滲鋅的制件裝入滾筒式加熱爐的陶瓷內襯筒里，加蓋密封；

所述粉末滲鋅劑的制備方法，包括以下步驟：