CN104313533A - 一种超音频感应加热快速热浸渗铝工艺 - Google Patents

一种超音频感应加热快速热浸渗铝工艺 Download PDF

Info

Publication number
CN104313533A
CN104313533A CN201410611022.1A CN201410611022A CN104313533A CN 104313533 A CN104313533 A CN 104313533A CN 201410611022 A CN201410611022 A CN 201410611022A CN 104313533 A CN104313533 A CN 104313533A
Authority
CN
China
Prior art keywords
induction heating
aluminizing
frequency induction
ultrasonic frequency
steel part
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201410611022.1A
Other languages
English (en)
Inventor
王丽春
费新诚
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
WUHAN TIANCONG CREATIVE TECHNOLOGY Co Ltd
Original Assignee
WUHAN TIANCONG CREATIVE TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by WUHAN TIANCONG CREATIVE TECHNOLOGY Co Ltd filed Critical WUHAN TIANCONG CREATIVE TECHNOLOGY Co Ltd
Priority to CN201410611022.1A priority Critical patent/CN104313533A/zh
Publication of CN104313533A publication Critical patent/CN104313533A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C10/00—Solid state diffusion of only metal elements or silicon into metallic material surfaces
    • C23C10/18—Solid state diffusion of only metal elements or silicon into metallic material surfaces using liquids, e.g. salt baths, liquid suspensions
    • C23C10/20—Solid state diffusion of only metal elements or silicon into metallic material surfaces using liquids, e.g. salt baths, liquid suspensions only one element being diffused
    • C23C10/22—Metal melt containing the element to be diffused
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C10/00—Solid state diffusion of only metal elements or silicon into metallic material surfaces
    • C23C10/02—Pretreatment of the material to be coated

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Cleaning And De-Greasing Of Metallic Materials By Chemical Methods (AREA)

Abstract

一种超音频感应加热快速热浸渗铝工艺，其步骤为：①、除油；②、酸洗除锈；③、水洗；④、表面活化；⑤、助渗；⑥、烘干；⑦、超音频感应加热快速渗铝。其优点是：①、降低了酸洗液的浓度和消耗量，大大提升了除锈速度；②、热渗铝温度低，渗铝过程短；③、与传统电阻渗铝炉加热方式相比，感应加热方式电能利用率提高20%以上，且年产量提升1倍以上；④、较传统扩散型渗铝钢材料相比，本工艺制备的渗铝钢新材料保留了纯铝层和柱状共晶状态铁铝合金层，材料兼备耐蚀性、耐热性、耐磨性、光热反射性；消除了表面脆性区；弯曲性能及冲压成型性能有较大提高；抗热冲击性及热疲劳性均提升10%以上。

Description

一种超音频感应加热快速热浸渗铝工艺
技术领域
本发明涉及金属热处理技术领域，具体地说是一种超音频感应加热快速热浸渗铝工艺。
背景技术
渗铝是钢铁防护的有效措施之一，其能显著提高钢铁在强腐蚀介质和氧化介质中的耐蚀性、耐热性，但是传统采用电阻加热扩散渗铝工艺温度高、周期长、成本高、产量低，渗铝钢件存在表面脆性、易变形、表面无纯铝层、加热设备寿命短等缺陷。虽然我国80年代已对快速电加热和高频感应加热渗铝进行研究，实验结果表明通过电流快速加热渗铝的方法能明显改善渗铝件的机械性能和外观质量，但这些研究均是以膏剂法渗铝为前提，多处在实验室阶段，至今无法实现规模化、产业化、效益化，这也阻碍了快速渗铝技术的工业化应用。
发明内容
本发明的目的是利用超音频感应加热技术，缩短扩散渗铝的周期、加速热渗铝速度、控制渗层深度、改善渗铝产品的综合性能以及外观质量。
本发明一种超音频感应加热快速热浸渗铝工艺，其步骤如下：
①、除油：将钢件化学脱脂、在400℃~500℃烘烧除油处理5 ~10分钟，至表面干净无油为止；
②、酸洗除锈：将除油后的钢件从加热炉中取出，浸入含2%硫酸、15%盐酸、余量为水且装有电流发生装置的混合酸洗液内，经2~3分钟的酸洗后将钢件取出；
③、水洗：除锈完毕的钢件，用高压水冲洗1~2次；
④、表面活化：将冲洗后的钢件立即浸入含1.8%无水四硼酸钠、2%亚硝酸钠、30%氢氧化钠、余量为水的活化液内30秒；
⑤、助渗：将活化后的钢件取出，立即浸入含0.3%四氟化锆、0.12% 氟锆酸钠、0.05%二氧化锆、0.05%高锰酸钾、余量为水的助渗液内2~3分钟； 
⑥、烘干：将助渗后的钢件放置在300℃的温度条件下烘干3分钟；
⑦、超音频感应加热快速渗铝：将烘干后的钢件立即浸入装有铝液的超音频感应加热设备中进行热浸渗铝反应，反应温度为680℃~700℃、时间为2~3分钟。
本发明一种超音频感应加热快速热浸渗铝工艺，其优点是：
①、降低了酸洗液的浓度和消耗量，大大提升了除锈速度；
②、热渗铝温度低，渗铝过程短；
③、与传统电阻渗铝炉加热方式相比，感应加热方式电能利用率提高20%以上，且年产量提升1倍以上；
④、较传统扩散型渗铝钢材料相比，本工艺制备的渗铝钢新材料保留了纯铝层和柱状共晶状态铁铝合金层，材料兼备耐蚀性、耐热性、耐磨性、光热反射性；消除了表面脆性区；弯曲性能及冲压成型性能有较大提高；抗热冲击性及热疲劳性均提升10%以上。
具体实施方式
实施例一：
一种超音频感应加热快速热浸渗铝工艺如下：
    ①、除油：将钢件化学脱脂、在400℃烘烧除油处理10分钟，至表面干净无油；
②、酸洗除锈：将除油后的钢件从加热炉中取出，浸入含2%硫酸、15%盐酸、余量为水且装有电流发生装置的混合酸洗液内，经2~3分钟的快速酸洗后将钢件取出；
③、水洗：除锈完毕的钢件，用高压水冲洗1~2次；
④、表面活化：将冲洗后的钢件立即浸入含1.8%无水四硼酸钠、2%亚硝酸钠、30%氢氧化钠、余量为水的活化液内30秒；
⑤、助渗：将活化后的钢件取出，立即浸入含0.3%四氟化锆、0.12% 氟锆酸钠、0.05%二氧化锆、0.05%高锰酸钾、余量为水的助渗液内2~3分钟； 
⑥、烘干：将助渗后的钢件放置在300℃的温度条件下烘干3分钟；
⑦、超音频感应加热快速渗铝：将烘干后的钢件立即浸入装有含0.7%铅、0.06%锑的铝液中进行热浸渗铝反应2~3分钟，反应温度为680℃。
实施例二：
一种超音频感应加热快速热浸渗铝工艺如下：
    ①、除油：将钢件化学脱脂、在500℃烘烧除油处理5分钟，至表面干净无油；
②、快速酸洗除锈：将除油后的钢件从加热炉中取出，浸入含2%硫酸、15%盐酸、余量为水且装有电流发生装置的混合酸洗液内，经2~3分钟的酸洗后将钢件取出；
③、水洗：除锈完毕的钢件，用高压水冲洗1~2次；
④、表面活化：将冲洗后的钢件立即浸入含1.8%无水四硼酸钠、2%亚硝酸钠、30%氢氧化钠、余量为水的活化液内30秒；
⑤助渗：将活化后的钢件取出，立即浸入含0.3%四氟化锆、0.12% 氟锆酸钠、0.05%二氧化锆、0.05%高锰酸钾、余量为水的助渗液内2~3分钟； 
⑥、烘干：将助渗后的钢件放置在300℃的温度条件下烘干3分钟；
⑦、超音频感应加热快速渗铝：将烘干后的钢件立即浸入装有纯铝液的超音频感应加热设备中进行热浸渗铝反应2~3分钟，反应温度为700℃。
本文中超音频感应加热电源的设备参数为频率15 kHz、功率800 kw。
本文中电流发生装置为一般常用电流发生装置。
本文中所使用的活化液配方与助渗液配方，有效防止钢件表面的二次氧化，明显改善钢件渗铝后的表面质量，减少漏渗可能性。
本文中超音频感应加热快速热浸渗铝工艺中电能的利用率可达60%~70%。
本文中所述铝液为纯铝液，或者多种熔点低于钢件的金属或合金的组合铝液。
本文中热浸铝时，感应加热电源在钢件表面产生的感应涡流，加热速度达80℃~120℃/秒，钢材表面可在数秒内形成奥氏体化，并完成晶粒细化的过程，有助于短时间内完成共晶铁铝合金的组织转变。同时钢件表面产生集肤效应，可有效控制渗层深度在十几微米以内，保证产品机械性能不受破坏，不产生表面脆性区。
本发明一种超音频感应加热快速热浸渗铝工艺，其优点是：
①、降低了酸洗液的浓度和消耗量，大大提升了除锈速度；
②、热渗铝温度低，渗铝过程短；
③、与传统电阻渗铝炉加热方式相比，感应加热方式电能利用率提高20%以上，且年产量提升1倍以上；
④、较传统扩散型渗铝钢材料相比，本工艺制备的渗铝钢新材料保留了纯铝层和柱状共晶状态铁铝合金层，材料兼备耐蚀性、耐热性、耐磨性、光热反射性；消除了表面脆性区；弯曲性能及冲压成型性能有较大提高；抗热冲击性及热疲劳性均提升10%以上。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种超音频感应加热快速热浸渗铝工艺，其步骤具体如下：
①、除油：将钢件化学脱脂、在400℃~500℃烘烧除油处理5 ~10分钟，至表面干净无油为止；
②、酸洗除锈：将除油后的钢件从加热炉中取出，浸入装有电流发生装置的酸洗液内，经2~3分钟酸洗后将钢件取出；
③、水洗：除锈完毕的钢件，用高压水冲洗1~2次；
④、表面活化：将冲洗后的钢件立即浸入活化液内30秒；
⑤、助渗：将活化后的钢件取出，立即浸入助渗液内2~3分钟；
⑥、烘干：将助渗后的钢件放置在300℃的温度条件下烘干3分钟；
⑦、超音频感应加热快速渗铝：将烘干后的钢件立即浸入装有铝液的超音频感应加热设备中进行热浸渗铝反应，反应温度为680℃~700℃、时间为2~3分钟。
2.根据权利要求1所述的超音频感应加热快速热浸渗铝工艺，其特征在于：所述酸洗液配方为：硫酸含量为2%、盐酸含量为15%。
3.根据权利要求1所述的超音频感应加热快速热浸渗铝工艺，其特征在于：所述活化液配方为：无水四硼酸钠含量为1.8%、亚硝酸钠含量为2%、氢氧化钠含量为30%。
4.根据权利要求1所述的超音频感应加热快速热浸渗铝工艺，其特征在于：所述助渗液配方为：四氟化锆含量为0.3%、氟锆酸钠含量为0.12%、二氧化锆含量为0.05%、高锰酸钾含量为0.05%。
5.根据权利要求1所述的超音频感应加热快速热浸渗铝工艺，其特征在于：所述铝液为纯铝液，或者多种熔点低于钢件的金属或合金的组合铝液。
CN201410611022.1A 2014-11-04 2014-11-04 一种超音频感应加热快速热浸渗铝工艺 Pending CN104313533A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410611022.1A CN104313533A (zh) 2014-11-04 2014-11-04 一种超音频感应加热快速热浸渗铝工艺

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410611022.1A CN104313533A (zh) 2014-11-04 2014-11-04 一种超音频感应加热快速热浸渗铝工艺

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN104313533A true CN104313533A (zh) 2015-01-28

Family

ID=52368838

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410611022.1A Pending CN104313533A (zh) 2014-11-04 2014-11-04 一种超音频感应加热快速热浸渗铝工艺

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104313533A (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105369149A (zh) * 2015-12-04 2016-03-02 中国石油天然气集团公司 一种h级表面渗铝改性抽油杆用钢及其杆体制造方法
CN106282912A (zh) * 2016-08-23 2017-01-04 南京工程学院 一种高强度预渗铝低碳马氏体钢板加压硬化成型方法
CN106893972A (zh) * 2017-03-15 2017-06-27 常熟理工学院 一种感应加热中性盐浴在低碳钢表面渗铝的方法
CN107699849A (zh) * 2017-10-18 2018-02-16 三峡大学 一种高频感应热浸渗铝工艺

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103320745A (zh) * 2013-07-08 2013-09-25 湖北交投四优钢科技有限公司 一种渗铝钢及制备方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103320745A (zh) * 2013-07-08 2013-09-25 湖北交投四优钢科技有限公司 一种渗铝钢及制备方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105369149A (zh) * 2015-12-04 2016-03-02 中国石油天然气集团公司 一种h级表面渗铝改性抽油杆用钢及其杆体制造方法
CN106282912A (zh) * 2016-08-23 2017-01-04 南京工程学院 一种高强度预渗铝低碳马氏体钢板加压硬化成型方法
CN106282912B (zh) * 2016-08-23 2018-05-08 南京工程学院 一种高强度预渗铝低碳马氏体钢板加压硬化成型方法
CN106893972A (zh) * 2017-03-15 2017-06-27 常熟理工学院 一种感应加热中性盐浴在低碳钢表面渗铝的方法
CN106893972B (zh) * 2017-03-15 2019-01-04 常熟理工学院 一种感应加热中性盐浴在低碳钢表面渗铝的方法
CN107699849A (zh) * 2017-10-18 2018-02-16 三峡大学 一种高频感应热浸渗铝工艺

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105297045B (zh) 一种不锈钢管表面清洗方法
CN103320745B (zh) 一种渗铝钢及制备方法
CN101665895B (zh) 一种钢材复合热浸镀方法
CN104313533A (zh) 一种超音频感应加热快速热浸渗铝工艺
CN100429331C (zh) 钢件快速热渗铝工艺
ATE458838T1 (de) Verfahren zum schmelztauchbeschichten eines stahlflachproduktes aus höherfestem stahl
CN107267731A (zh) 一种用于汽车排气系统不锈钢管的生产工艺
CN108265252A (zh) 一种环保热镀方法
CN102181874A (zh) 一种焊接用不锈钢线材的酸洗方法
CN103757647A (zh) 钢材酸洗磷化方法
CN102304691A (zh) Qpq低温盐浴渗氮复合新处理工艺
KR100943840B1 (ko) 마그네슘 제품의 표면처리방법
CN105442018A (zh) 汽车铝合金零件导电氧化工艺
CN107716549A (zh) 一种钢铝复合板带及其生产方法
CN105506705A (zh) 一种铝合金硬质阳极氧化膜的制备方法
CN103014798B (zh) 铁基粉末冶金件的电镀铬处理方法
CN108179376A (zh) 一种快速复合渗铝工艺
CN106269980B (zh) 一种无缝钢管的制备工艺
CN105063600B (zh) 一种弹簧钢表面发蓝膜强化处理方法
CN103266326A (zh) 钢丝绳酸洗方法
CN106757236A (zh) 提高不锈钢表面钯膜层耐腐蚀性能的方法及钯膜层
CN104561873B (zh) 一种基于表面预处理碳钢热浸铝工艺
CN104195489B (zh) 热浸镀Al‑Ni合金渗层及其热浸镀方法
CN104388922A (zh) 一种钢件烤蓝方法
CN203320113U (zh) 一种渗铝钢

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20150128