CN103484816A - K4648合金的渗铝用渗剂及其制备方法、渗铝方法 - Google Patents

K4648合金的渗铝用渗剂及其制备方法、渗铝方法 Download PDF

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张永中
孙建军
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Abstract

本发明涉及一种K4648合金的渗铝方法，其包括渗剂配制、零件预处理、装箱、渗铝、零件清洗、扩散处理、金相检测等工序，渗剂中包含质量百分比为1.7-2.1%的铝粉（100-200目）、0.8-1.2%的NaF、0.05-0.15%的KHF2、0.1-0.2%的NH4CL，余量为氧化铝粉（100-200目）。本发明显著提高了材料的耐燃气腐蚀能力，延长了发动机的使用寿命。

Description

K4648合金的渗铝用渗剂及其制备方法、渗铝方法
技术领域
本发明涉及一种K4648合金的渗铝用渗剂及其制备方法、以及K4648合金的渗铝方法。
背景技术
航空发动机起动机的燃气涡轮导向器的毛坯是精密铸件，材料牌号为K4648，此精密铸件必须耐燃气腐蚀，一般需要通过渗铝技术来提高铸件的耐燃气腐蚀能力。
渗铝是使一种或多种金属原子渗入金属工件表层内的化学热处理工艺。被渗镀的材料可以是碳钢、不锈钢、镍基合金和钴基合金等。渗铝的方法有固体粉末渗铝、热浸渗铝、料浆渗铝、气体渗铝、喷镀渗铝、快速电加热渗铝等多种。为提升K4648合金的耐燃气腐蚀能力，提供一种适用于K4648合金的渗铝用渗剂及其渗铝方法是本领域的技术难题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种耐腐蚀能力强的K4648合金的渗铝用渗剂及其制备方法、渗铝方法。
为解决上述技术问题，本发明提供的K4648合金的渗铝用渗剂包括：质量百分比为1.7-2.1%的铝粉、0.8-1.2%的NaF、0.05-0.15%的KHF2、0.1-0.2%的NH4CL，余量为氧化铝粉。
上述渗剂的配制方法，包括如下步骤：
（1）、将氧化铝粉入炉进行焙烧，在1000-1150℃下保温7-8小时，再随炉冷却至400℃以下取出；
（2）、将所述铝粉、NaF、KHF2、NH4CL和从上述步骤（1）得到的氧化铝粉装入球磨机球磨2-4小时；
（3）、将球磨好的渗剂装入烘箱，烘干即得到渗剂的成品。
应用上述渗剂的K4648合金的渗铝方法，依次包括如下步骤：零件预处理、装箱、气体渗铝、清洗零件、扩散处理、金相检测工序；所述气体渗铝的方法为：在室温下预通氩气1小时，氩气流量为5-10L/min，然后放入870℃的炉中保温5-6小时，再出炉继续通氩气，直至铸件温度小于150℃后停止通氩气，并开箱将合金铸件取出。
所述的零件预处理：将合金铸件放入180#的汽油中进行清洗，然后取出吹石英砂，再进行烘干，在100-120℃的条件下保温1-2小时。
所述的装箱：将零件及试料装在料盘中，埋入渗剂，再整体装入氩气保护箱封盖。
所述的零件清洗：
方法1：将零件放入清洗槽中清洗，清洗液成份为每升含有22-27g氢氧化钠和6-6.5g葡萄糖酸钠的水溶液，温度为60～70℃，时间8～11min，可重复清洗，但是要注意防止渗铝层腐蚀，然后用热水、冷水冲洗，并压缩空气吹干。
方法2：将零件放入柠檬酸水溶液中，用铜丝刷清理表面粘着物,柠檬酸含量为每升45-60g，清洗30～35min，然后用热水、冷水冲洗，压缩空气吹干。
所述的扩散处理：将零件及试料放入料盘中，装入氩气保护箱中，在850-950℃中保温12-18小时，然后随炉冷却至200℃以下取出。
所述的金相检测：经过上述过程处理后，检测渗层深度，结果为0.04-0.05mm。
本发明具有的技术效果：本发明所述的K4648合金的渗铝方法显著提高了材料的耐燃气腐蚀能力，延长了发动机的使用寿命。渗铝层深度：0.02～0.08mm。
具体实施例
实施例1
本实施例的K4648合金的渗铝方法，包括：
1.渗剂配制：渗剂中包含质量百分比为1.7%的铝粉（100-200目）、0.8%的NaF（分析纯）、0.05%的KHF2（分析纯）、0.1%的NH4CL（分析纯），余量为氧化铝粉（100-200目）；
配制方法为：（1）先将氧化铝粉入炉进行焙烧，在1080℃下保温7.5小时，再随炉冷却至400℃以下取出；（2）将取出后的氧化铝粉按上述渗剂的质量百分比进行配料并装入球磨机球磨2小时；（3）将球磨好的渗剂装入烘箱，在80℃中保温8小时，进行烘干；
2.零件预处理：将合金铸件放入180#的汽油中进行清洗，然后取出吹石英砂，再进行烘干，在110℃的条件下保温1小时；
3.装箱：将零件及试料装在料盘中，埋入渗剂，再整体装入氩气保护箱封盖；
4.渗铝:在室温下预通氩气1小时，氩气流量为5 L/min，然后放入870℃的炉中保温5小时，再出炉继续通氩气，直至铸件温度小于150℃后停止通氩气，并开箱将合金铸件取出；
5.零件清洗：将零件放入清洗槽中清洗，清洗液成份为每升含有25g氢氧化钠和6.25g葡萄糖酸钠的水溶液，温度为60℃，时间11min，可重复清洗，但是要注意防止渗铝层腐蚀，然后用热水、冷水冲洗，并压缩空气吹干；
6.扩散处理：将零件及试料放入料盘中，装入氩气保护箱中，在890℃中保温16小时，然后随炉冷却至200℃以下取出；
7.金相检测：经过上述过程处理后，检测所述试料的渗层深度，结果为0.04mm。
所述试料与所述零件的材料、形状和尺寸基本一致。
实施例2
本实施例的K4648合金的渗铝方法，包括：
1.渗剂配制：渗剂中包含质量百分比为2.1%的铝粉（100-200目）、1.2%的NaF、0.15%的KHF2、0.2%的NH4CL，余量为氧化铝粉（100-200目）;
配制方法为：（1）先将氧化铝粉入炉进行焙烧，在1080℃下保温7-8小时，再随炉冷却至400℃以下取出；（2）将取出后的氧化铝粉按上述渗剂的质量百分比进行配料并装入球磨机球磨4小时；（3）将球磨好的渗剂装入烘箱，在100℃中保温4小时，进行烘干;
2.零件预处理：将合金铸件放入180#的汽油中进行清洗，然后取出吹石英砂，再进行烘干，在110℃的条件下保温2小时;
3.装箱：将零件及试料装在料盘中，埋入渗剂，再整体装入氩气保护箱封盖;
4.渗铝:在室温下预通氩气1小时，氩气流量为10L/min，然后放入870℃的炉中保温6小时，再出炉继续通氩气，直至铸件温度小于150℃后停止通氩气，并开箱将合金铸件取出;
5.零件清洗：将零件放入柠檬酸水溶液中，用铜丝刷清理表面粘着物,柠檬酸含量为每升50g，清洗35min，然后用热水、冷水冲洗，压缩空气吹干;
6.扩散处理：将零件及试料放入料盘中，装入氩气保护箱中，在890℃中保温16小时，然后随炉冷却至200℃以下取出;
7.金相检测：经过上述过程处理后，检测所述试料的渗层深度，结果为0.05mm。
实施例3
本实施例的K4648合金的渗铝方法，包括：
1.渗剂配制：渗剂中包含质量百分比为1.9%的铝粉（100-200目）、1.0%的NaF、0.1%的KHF2、0.15%的NH4CL，余量为氧化铝粉（100-200目）。
配制方法为：（1）先将氧化铝粉入炉进行焙烧，在1080℃下保温7小时，再随炉冷却至400℃以下取出；（2）将取出后的氧化铝粉按上述渗剂的质量百分比进行配料并装入球磨机球磨3小时；（3）将球磨好的渗剂装入烘箱，在80℃中保温8小时，进行烘干。
2.零件预处理：将合金铸件放入180#的汽油中进行清洗，然后取出吹石英砂，再进行烘干，在105℃的条件下保温2小时。
3.装箱：将零件及试料装在料盘中，埋入渗剂，再整体装入氩气保护箱封盖。
4.渗铝:在室温下预通氩气1小时，氩气流量为5L/min，然后放入870℃的炉中保温6小时，再出炉继续通氩气，直至铸件温度小于150℃后停止通氩气，并开箱将合金铸件取出。
5.零件清洗：将零件放入清洗槽中清洗，清洗液成份为每升含有25g氢氧化钠和6.25g葡萄糖酸钠的水溶液，温度为70℃，时间8min，可重复清洗，但是要注意防止渗铝层腐蚀，然后用热水、冷水冲洗，并压缩空气吹干。
6.扩散处理：将零件及试料放入料盘中，装入氩气保护箱中，在890℃中保温16小时，然后随炉冷却至200℃以下取出。
7.金相检测：经过上述过程处理后，检测所述试料的渗层深度，结果为0.045mm。
实施例4
本实施例的K4648合金的渗铝方法，包括：
1.渗剂配制：渗剂中包含质量百分比为1.9%的铝粉（100-200目）、1.0%的NaF、0.1%的KHF2、0.15%的NH4CL，余量为氧化铝粉（100-200目）。
配制方法为：（1）先将氧化铝粉入炉进行焙烧，在1080℃下保温8小时，再随炉冷却至400℃以下取出；（2）将取出后的氧化铝粉按上述渗剂的质量百分比进行配料并装入球磨机球磨3小时；（3）将球磨好的渗剂装入烘箱，在100℃中保温4小时，进行烘干。
2.零件预处理：将合金铸件放入180#的汽油中进行清洗，然后取出吹石英砂，再进行烘干，在110℃下保温1小时。
3.装箱：将零件及试料装在料盘中，埋入渗剂，再整体装入氩气保护箱封盖。
4.渗铝:在室温下预通氩气1小时，氩气流量为10L/min，然后放入870℃的炉中保温5小时，再出炉继续通氩气，直至铸件温度小于150℃后停止通氩气，并开箱将合金铸件取出。
5.零件清洗：将零件放入柠檬酸水溶液中，用铜丝刷清理表面粘着物,柠檬酸含量为每升50g，清洗30min，然后用热水、冷水冲洗，压缩空气吹干。
6.扩散处理：将零件及试料放入料盘中，装入氩气保护箱中，在890℃中保温16小时，然后随炉冷却至200℃以下取出。
7.金相检测：经过上述过程处理后，检测所述试料的渗层深度，结果为0.045mm。

Claims (8)

1.一种K4648合金的渗铝用渗剂，其特征在于包括：质量百分比为1.7-2.1%的铝粉、0.8-1.2%的NaF、0.05-0.15%的KHF2、0.1-0.2%的NH4CL，余量为氧化铝粉。
2.一种权利要求1所述的渗剂的配制方法，其特征在于包括如下步骤：
（1）、将氧化铝粉入炉进行焙烧，在1000-1150℃下保温7-8小时，再随炉冷却至400℃以下取出；
（2）、将所述铝粉、NaF、KHF2、NH4CL和从上述步骤（1）得到的氧化铝粉装入球磨机球磨2-4小时；
（3）、将球磨好的渗剂装入烘箱，烘干即得到渗剂的成品。
3.一种应用权利要求1所述渗剂的K4648合金的渗铝方法，其特征在于依次包括如下步骤：零件预处理、装箱、气体渗铝、清洗零件、扩散处理、金相检测工序；
所述气体渗铝的方法为：在室温下预通氩气0.9-1.1小时，氩气流量为5-10L/min，然后放入870℃的炉中保温5-6小时，再出炉继续通氩气，直至铸件温度小于150℃后停止通氩气，并开箱将合金铸件取出。
4.如权利要求3所述的K4648合金的渗铝方法，其特征在于：所述零件预处理为先将合金铸件放入180#的汽油中进行清洗，然后取出吹石英砂，再进行烘干，在100-120℃的条件下保温1-2小时。
5.如权利要求4所述的K4648合金的渗铝方法，其特征在于：所述装箱为将零件及试料装在料盘中，埋入渗剂，再整体装入氩气保护箱封盖。
6.如权利要求3或5所述的K4648合金的渗铝方法，其特征在于：所述零件清洗的方法为将零件放入清洗槽中清洗，清洗液成份为每升含有22-27g氢氧化钠和6-6.5g葡萄糖酸钠的水溶液，温度为60～70℃，时间8～11min，可重复清洗，然后用热水、冷水冲洗，并压缩空气吹干。
7.如权利要求3或5所述的K4648合金的渗铝方法，其特征在于：所述零件清洗的方法为将零件放入柠檬酸水溶液中，用铜丝刷清理表面粘着物,柠檬酸含量为每升45-60g，清洗30～35min，然后用热水、冷水冲洗，压缩空气吹干。
8.如权利要求6或7所述的K4648合金的渗铝方法，其特征在于：所述扩散处理为将零件及试料放入料盘中，装入氩气保护箱中，在850-950℃中保温12-18小时，然后随炉冷却至200℃以下取出。
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