CN103628015A - 一种用于链条零件的耐蚀表面处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及链条零件的表面处理，特指一种用于链条零件上的耐蚀表面处理方法。本发明针对链条的链板、销轴、套筒和滚子等零件，采用液态浸铝和随后的扩散处理获得Fe-Al金属间化合物耐蚀涂层。其工艺流程包括前处理、浸镀铝、扩散处理和随后的淬火冷却和回火；浸镀铝在720-750℃铝液中浸镀1-5min；在保护气氛中中进行850-1000℃、30min-2h扩散退火。通过调整扩散处理温度和时间，得到不同厚度的金属间化合物耐蚀涂层。扩散处理后油冷淬火，随后进行中温400-450℃或低温180-220℃，回火2h。本发明具有工艺简便、成本低、涂层结合力强、适于小件批量生产等特点，可用于腐蚀环境下应用链条的生产，替代普通链条和不锈钢链条，可提高性能、寿命和节约合金资源。
Description
技术领域
本发明涉及链条零件的表面处理，特指一种用于链条零件上的耐蚀表面处理方法。
背景技术
链条产品是重要的机械基础件，链条包含内外链板、销轴、套筒、滚子等，它们使用的材料及热处理工艺通常如下：内外链板为中碳钢或中碳低合金钢的淬火加中温回火；销轴、套筒和滚子通常采用低碳钢或低碳低合金钢的渗碳或碳氮共渗后淬火和低温回火工艺，往往这种普通的链条在腐蚀环境下由于耐蚀性不够，而早期失效；通常采用不锈钢来制备链条零件，然而其主要的问题是使链条成本大大提高，且其强度和耐磨性不足等问题尚未很好地解决。
在原有链条材料的基础上，通过表面处理，获得基体具有所要求的强度、疲劳强度，同时表面涂层可起到耐腐蚀、耐磨的作用，是一个最有效的方法；采用液态浸铝和随后的扩散处理在链条零件表面获得Fe-Al金属间化合物涂层，使构件不仅保持原有的强度，表面还具有较高抗腐蚀性及耐磨性，可以适用于腐蚀环境下。
链条零件的Fe-Al耐磨涂层和制备工艺是通过液态浸铝和扩散处理在零件表面获得金属间化合物涂层，随后淬火和中温或低温回火获得钢基体的强韧化，这是链条制备的一种新方法，具有节能、节材、工艺简便等优点，目前国内外尚未见链条零件的Fe-Al耐磨涂层和制备工艺的研究报道，具有创新性。
发明内容
本发明的目的是为了解决普通链条产品在腐蚀环境下耐蚀不够和不锈钢链条成本过高等问题，采用链条零件的Fe-Al耐磨涂层及制备工艺，在链条零件表面获得金属间化合物涂层，具有节能、节材、工艺简便等优点，可用于链条零件的表面的耐蚀处理。
Fe-Al金属间化合物具有高的弹性模量、加工硬化率和比强度、耐高温氧化、耐蚀性，可作为腐蚀环境下耐蚀材料，液态浸铝是一种工艺简单、适用于小件批量生产的工艺方法，与随后的扩散处理配合可以方便在钢表面获得Fe-Al金属间化合物涂层。
本发明采用液态浸铝和随后的扩散处理在链条零件上获得Fe-Al金属间化合物涂层，其工艺流程包括对链条零件前处理、浸镀铝及扩散处理和随后的淬火冷却和回火；浸镀铝在720-750℃铝液中浸镀1-5min；在保护气氛中进行850-10
00℃、30min-2h 扩散退火，通过调整扩散处理温度和时间，得到50-200 μm厚度的 Fe-Al金属间化合物涂层；扩散处理后油冷淬火，随后进行中温400-450℃或低温180-220℃，回火2h，这样可以既可以保证链条零件的钢基体强度，也能获得具有耐蚀的金属间化合物表面涂层。
所述的链条零件包括内外链板、销轴、套筒和滚子。
所述的对链条零件前处理指依次对链条零件进行碱洗、酸洗和助镀。
碱洗的步骤为：5-25wt%NaOH水溶液中40-80℃去油5-15min，水洗。
酸洗的步骤为：3-20wt %HCl水溶液中40-60℃除锈5-15min，水洗。
助镀的步骤为：将链条零件浸入温度70-80℃的5-10wt %NaCl +3-15wt %KF（质量分数）的水溶液中助镀10-20min，然后烘干。
所述保护气氛为氩气。
采用液态浸铝及随后的扩散处理在链条零件表面获得Fe-Al金属间化合物涂层，经装配所获链条具有与普通链条相同的力学性能和较优的耐蚀性（相同工况条件下耐蚀性提高20%-25%），与不锈钢链条相比具有相同的耐蚀性和较优力学性能（提高5%-10%），具有节能、节材、工艺简便、生产效率高、涂层结合力强，适用小件批量生产。
附图说明
图1链条零件表面的金属间化合物涂层的形貌和XRD分析结果；处理结果显示零件表面存在100μm左右的白亮色镀层，根据XRD分析，主要为FeAl和Fe3Al的金属间化合物层。
具体实施方式
实施例1
对08B滚子链20CrMnTi钢销轴进行前处理：表面滚光后，10wt%NaOH水溶液60℃去油10min，水洗；5wt%HCl水溶液40℃除锈10min，水洗；将销轴浸入温度为80℃的10wt%NaCl+15wt%KF的水溶液中助镀10min，烘干；浸入到720℃的熔融铝液中浸镀5min，取出后空冷至室温；在氩气下，850℃扩散处理2h，得到87μm的金属间化合物涂层；对扩散后的销轴零件进行油淬，随后200℃回火保温2h后冷却。
实施例 2
对16A滚子链40Cr钢链板进行前处理：表面滚光后，20wt%NaOH水溶液50℃去油12min，水洗；8wt%HCl水溶液50℃除锈8min，水洗；将钢件浸入温度70℃的5wt%NaCl+3wt%KF的水溶液中助镀20min，烘干；浸入到750℃的熔融铝液中浸镀1min，取出后空冷至室温；在保护气氛氩气下，900℃扩散处理1.5h，得到165μm的金属间化合物涂层；对扩散后的连扳直接油淬，随后400℃回火保温2h后冷却。
实施例3
对20A滚子链20钢套筒和滚子进行前处理：表面滚光后，15wt%NaOH水溶液60℃去油10min，水洗；20wt%HCl水溶液60℃除锈5min，水洗；将钢件浸入温度75℃的8wt%NaCl+9wt%KF的水溶液中助镀15min，烘干；浸入到730℃的熔融铝液中浸镀3min，取出后空冷至室温；在保护气氛氩气下，1000℃扩散处理30min，得到176μm的金属间化合物涂层，随后油淬并200℃回火保温2h后冷却。
Claims (8)
1.一种用于链条零件上的耐蚀表面处理方法，包括对链条零件前处理、浸镀铝及扩散处理和随后的淬火冷却和回火；其特征在于：在保护气氛中进行850-1000℃、30min-2h 扩散退火，通过调整扩散处理温度和时间，得到50-200 μm厚度的 Fe-Al金属间化合物涂层；扩散处理后油冷淬火，随后进行中温400-450℃或低温180-220℃，回火2h，既可以保证链条零件的钢基体强度，也能获得具有耐蚀的金属间化合物表面涂层。
2.如权利要求1所述的一种用于链条零件上的耐蚀表面处理方法，其特征在于：所述的链条零件包括内外链板、销轴、套筒和滚子。
3.如权利要求1所述的一种用于链条零件上的耐蚀表面处理方法，其特征在于：所述的浸镀铝指在720-750℃铝液中浸镀1-5min。
4.如权利要求1所述的一种用于链条零件上的耐蚀表面处理方法，其特征在于：所述的对链条零件前处理指依次对链条零件进行碱洗、酸洗和助镀。
5.如权利要求4所述的一种用于链条零件上的耐蚀表面处理方法，其特征在于：碱洗的步骤为：5-25wt%NaOH水溶液中40-80℃去油5-15min，水洗。
6.如权利要求4所述的一种用于链条零件上的耐蚀表面处理方法，其特征在于：酸洗的步骤为：3-20wt %HCl水溶液中40-60℃除锈5-15min，水洗。
7.如权利要求4所述的一种用于链条零件上的耐蚀表面处理方法，其特征在于：助镀的步骤为：将链条零件浸入温度70-80℃的5-10wt %NaCl +3-15wt %KF的水溶液中助镀10-20min，然后烘干。
8.如权利要求1所述的一种用于链条零件上的耐蚀表面处理方法，其特征在于：所述保护气氛为氩气。
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