CN1047347A - 低碳钢热浸渗铝工艺 - Google Patents
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Abstract
该工艺要求工件首先除油、除锈,然后助镀,经助镀工件金属表面的原子被活化,使铝液与母材良好粘结,助镀剂的组成(重量百分比)为:NH4F5-15+NaF30-40+KF45-65。工件在热浸渗铝之前要进行烘干,烘干温度为180-250℃。热浸渗铝是将工件放入700-800℃熔融态的铝液中热浸3-5分钟,铝液表面要加一层覆盖剂,其组成(重量百分比)为:KCl40-50+NaCl35-45+Na3AIF65-25,工件热浸后立即放入冷水槽中即可。
Description
本发明属于金属表面的化学热处理方法,特别是低碳钢的热浸渗铝工艺。
金属表面渗铝是目前用于提高钢铁材料抗腐蚀,提高使用寿命的重要手段之一。目前采用的渗铝工艺有许多方法,在这些方法中,有的工艺要求化学热处理之前可免去工件除油、除锈,但工艺过程要求保温时间长(4小时),批量生产难度大,且工件表面的光洁度低,装蚀性能差,如固体粉末法。有些工艺工件表面装饰较佳,但镀层与金属基体结合力不大。在使用过程中易剥离脱落,影响使用寿命。
本发明的目的是提供一种渗铝方法,既缩短渗铝时间,又提高金属表面的装蚀性,特别是为建材行业提供优良的门窗材料。
本发明的方法首先要对工件进行预处理,除去工件上的油和锈,除油若进行不好,渗铝过程中易于产生疵孔,酸洗除锈要采用配有活化剂的稀盐酸进行除锈,除锈要根据型材锈蚀状况,调整活化及缓蚀配方,过量易于造成氢脆吸附大量炭黑,影响浸渗质量,因此要控制适当的浸入时间。工件经除油除锈处理,再进行助镀,助镀完经烘干后放入渗铝炉内渗铝。
附图1为渗铝示意图。
附图2为热浸时间(t)与扩散层厚度(δ)的关系。
下面结合附图详细说明本发明的技术方案。工件经除油除锈后,要将低碳钢工件助镀,工件经助镀后,在金属基体表面形成极薄的钝化膜,保护母材表面不被氧化,同时又活化金属表面的原子,提高与铝液的浸渗性,即提高铝原子向金属基体中的扩散能力。助镀剂的组成(重量百分比)为:NH4F3-15 +NaF30-40 +KF45-65。助镀在助镀槽中进行,助镀时间为5-10分钟。
经助镀的工件,浸渗前要进行烘干,烘不好,浸渗时易产生针孔,烘过了就可会破坏助镀膜,造成渗后金属表面质量下降。要合理选用炉子控温,掌握适当的时间和炉温,烘干温度为180-250℃,时间5分钟左右。工件烘干后在渗铝炉内进行浸渗铝,如附图1所示,渗铝炉由坩锅3,炉体4,加热区6组成,坩锅3周围砌有炉体4,液体铝5在坩锅3内,加热区6加热铝,使之成为液态,工件2由吊具1吊固,浸入700-800℃的铝液中3-5分钟,然后提出工件2,放入冷水槽中冷却即可。在热浸渗铝时。坩锅3铝液表面需加一层覆盖剂。铝液覆盖剂的组成(重量百分比)为:KCI40-50 +NaCI35-45 +Na3AIF65-25。覆盖剂主要隔绝空气和铝液的接触,防止铝液表面氧化。净化铝液,提高工件表面的光洁度。工件热浸渗铝后放入冷水槽中,工件表面粘附的覆盖剂即可去掉。通过渗铝,铝与钢材的互相扩散和置换,在工件金属表面形成AI-Fe的化合层,有效地改变基材的化学成份,组织结构,提高物化性能,不仅如此,在工件表面形成一层均匀光亮的铝表面层,这样两层合金抗腐性能高,外表光亮平滑,装蚀性好。
如附图2所示,工件热浸时间越长,扩散层厚度越大,掌握一定的时间,便可得到渗层厚度一定的工件。
下面列举一实施例:选用冷轧钢窗异型管,材质为B3F,管材长度为2600mm,壁厚为1.2mm,浸渗金属选用工业钝铝,把预先处理过的钢窗管材浸入水溶性助镀液中进行表面处理,经烘干后再浸入760-780℃静止的浸渗金属液中,浸渗时间3-5分钟,以8-16米/分的速度提出,再进行浸后处理。B3F钢窗管材,经热浸渗铝后内外表面光泽,无漏渗,无针孔气泡、斑点等现象,渗层连续、经金相观察,B3F材质钢窗异型管通过热浸渗铝后明显地分为三层:a、最外层为白亮的细粒状挂铝层(表面层),厚度为40-60um,b、次层为柱状的合金层,其厚度为100-120um,其晶体方向与管材表面相垂直,镶嵌于基体组织中,其金相成份主要有金属间化合物。c、母材基体的晶粒略有长大,合金层与基体牢固地结合在一起,表面层和合金层连续无漏渗,无气孔,针孔等现象。表面层硬度HV0.160-130Kg/mm2,金属层硬度HV0.1680-780Kg/mm2。同时经测试,它具有良好的抗硫化物、氨水、氯化物腐蚀的性能,在正常大气条件下,至少可使用100年之久。
本发明的方法生产周期短,生产效率高,简单实用,热浸渗铝后的工件防腐性能高,表面美观,装蚀性能是其它金属表面热处理工艺无法实现的,特别适合建材行业上生产金属门窗。
Claims (5)
1、一种低碳钢热浸渗铝工艺,其特征在于热浸渗铝前,母材要经助镀,助镀剂的组成(重量百分比)为:NH4F5-15+NaF30-40+KF45-65。
2、根据权利要求1所述的热浸渗铝工艺,其特征在于渗铝前进行烘干,在熔融态铝的上面加一层覆盖剂,其组成(重量百分比)为:KCl40-50 +NaCl35-45 +Na3AIF65-25。
3、根据权利要求2所述的热浸渗铝工艺,其特征在于渗铝前烘干温度为180-250℃。
4、根据权利要求1和2所述的热浸渗铝工艺,其特征在于热浸渗铝温度为700-800℃。
5、根据权利要求1和2所述的热浸渗铝工艺,其特征在于热浸渗铝时间为3-5分钟。
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CN 89103121 CN1047347A (zh) | 1989-05-13 | 1989-05-13 | 低碳钢热浸渗铝工艺 |
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