CN1023612C - 铜制工件的铬、铝、硅多元固体共渗方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是铜基铬、铝、硅多元固体共渗法，属冶金设备工艺处理技术领域，现有技术是在钢或铜表面镀铬或镀锌、或渗铝、或共渗钼、铁、铝、铜。本发明其特征是铜表面共渗铬、铝、硅多元固体法。即在铜件表面共渗1-3.5毫米厚的保护层，使铜件表面的耐高温性、抗氧化性、抗腐蚀性、抗磨损性、硬度等都提高了，延长工件的平均使用寿命3.5倍，适于用在炼钢连铸机结晶器，炼钢氧枪(枪头、枪管)、炼铁高炉风口套等。
Description
本发明涉及铜制工件的铬、铝、硅多元固体共渗方法，属冶金设备热处理工艺技术领域。
现有技术是在钢制工件表面镀铬或镀锌、或在铜制工件表面共渗铝、钼、铜。本发明特征是在铜基表面共渗铬、铝、硅，即在铜件表面共渗形成1-3.5毫米厚度的保护层，使铜体表面的耐高温性、抗氧化性、抗腐蚀性、抗磨损、硬度等性能有显著提高，延长设备的平均使用寿命3.5倍。适用于炼钢连铸机结晶器、炼钢氧枪（枪头、枪管）。炼铁高炉风口套等。
共渗剂的配比成份（重量%）：
铬铁粉10-20%，粒度≤200目
硅铁粉15-25%，粒度≤120目
耐火砖粉20-30%，粒度≤200目
铝粉10-30%，粒度≤80目
氯化铵粉0.1-3%
上述各种粉剂按比例称量准确，再过筛（40目）（本文中所述的目均为国际泰勒筛标准）两遍，搅拌均匀、配料完毕。
共渗箱是用6-12毫米的钢管或钢板焊接而成，共渗箱尺寸必须比铜工件最大直径大15-25毫米。
装箱：箱底先放30毫米左右的铬、铝、硅多元固体共渗剂，然后将铜制工件非工作面朝箱底方向放在箱中央，再放共渗剂粉，填满所有空隙，并高出铜件30-50毫米，再放第二个铜制工件，再加30-50毫米共渗剂粉，如此装数层，直到离箱口还有200毫米即加盖，盖上面再复盖潮黄土、锤打数遍，直到与箱口平为好。
装炉：共渗箱全部封装完毕移进炉内加热，根据共渗件的大小选择合适的加热炉，如：电阻炉、煤炉、煤气炉、火焰反射炉……，温升要缓慢，温度升到600-700℃时，按渗箱直径每毫米1分钟计算，恒温保持一段时间，然后继续升温至900-1000℃，在这一温度范围内按渗箱直径每毫米保温1.2-1.5分钟计算，保持一段时间，然后再缓慢降温到200℃时才能开炉、开箱，取出工件清理干净即可。
实施例：取某高炉风口小套两个，材质为铸铜，规格大小为450×450毫米，用砂纸打磨干净，共渗剂配比为：铝粉26%、硅铁粉22%、铬铁粉20%、耐火砖粉29.5%，催化剂2.5%，将各种元素的粉搅拌均匀，再过一遍筛（40目）。共渗箱是8毫米厚钢板制成圆形430×1250毫米，箱盖420毫米。然后装箱，先在箱子底部装50毫米共渗剂粉，将风口放在箱中央，再装共渗剂，震动填充，使共渗剂高出风口最高位置50毫米（风口大头向下）。接着再用同样的方法装第二个风口（使风口小头向下）用泥堵好通水孔，以防共渗剂进入风口的空腔内，再放多元共渗剂50毫米后加箱盖，再加盖潮黄土，锤打数遍约150-200毫米即可，装箱完毕。将整箱移置火焰反射炉内加温，温升速度按附图要求进行。
待炉温慢慢下降到200℃以下，才能开箱，冷却清理干净后即可交付使用。经使用在风口小套通水量不变的条件下，普通风口小套只能工作两天就被烧损，换上多元共渗风口小套能工作19天。如果将通水由10.1m3/小时变为18m3/小时，普通风口小套能工作13.7天，而多元共渗风口小套能工作80天。大大延长了使用寿命。处理后的化学成份也有变化如下表1、表2：（表1、2见文后）
表1 纯铜化学成份 Wt%
材质 Cu Al Si Fe P Sn
电解铜 99.99 0.0017 ＜0.002 0.0012
铸铜 99.63 0.0021 0.0068 0.062 0.020 0.33
表2 共渗层的化学成份
炉
共渗部位 Al Cr Si Fe C Cu
次
附着层 6.80 4.70 0.80 2.48 53.84
1
扩散层 9.20 0.11 1.20 0.22 0.078 87.43
附着层 10.49 3.71 1.69 0.50 71.00
2
扩散层 9.61 0.88 2.27 1.017 0.124 87.10
附着层 10.94 3.60 1.05 0.73 0.82 67.37
3
扩散层 10.85 0.66 1.44 0.19 0.10 84.86
Claims (2)
1、铜制工件的铬、铝、硅多元固体共渗方法，其特征在于，按下列成分配比(重量%)配制均匀的渗剂混合物：
铬铁粉10-20%，粒度≤200目
耐火砖粉20-30%，粒度≤200目
硅铁粉15-25%，粒度≤120目
铝粉10-30%，粒度≤80目
氯化铵0.1-3%
将铜制工件包埋在装有上述渗剂的共渗箱中，由室温缓慢升温至600-700℃，然后恒温保持一段时间，保持时间的长短接渗箱直径每毫米一分钟计算，随后进一步缓慢升温至900-1000℃，在这一温度范围内按渗箱直径每毫米1.2-1.5分钟计算，保温一段时间，然后慢慢降温至200℃以下即可开箱。
2、权利要求1所述的铜制工件的铬、铝、硅多元固体共渗方法，其特征是，所述铜制工件是连铸机结晶器、炼钢氧枪的枪头或枪管、炼铁高炉风口套等。
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