CN1051765A - 稀土-催渗渗铝 - Google Patents

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李葵荣
周旺
黄致学
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Abstract

本发明是一种稀土——催渗渗铝，在热浸铝熔液 中加入稀土镱、铪、钽后，对钢铁等件表面进行了处 理。在保证原钢铁件机械性能外，使钢铁件表面又增 加了新的耐蚀性、耐高温氧化性，金属强度高，使用寿 命长，可代替价格昂贵的不锈钢材料，达到合理使用 钢材的目的。

Description

本发明涉及一种稀土-催渗渗铝的配方及工艺方法。
目前在钢铁件上热侵渗渗铝虽得到普遍使用，均存在主要性能差等缺点。
本发明的目的是提供一种稀土-催渗渗铝，可代替价格昂贵的不锈钢材料，耐热钢材料，特种铝合金材料。主要性能是耐腐蚀性、耐高温氧化性强、金属强度高，大量应用于化工、航海、铁路、建筑服务等设施。
具体稀土-催渗渗铝工艺及配方如下：
1.稀土-催渗渗铝工艺流程：
    化  电    清  化  电  低  热  渗
零  学  化    水  学  化  温  浸  铝
  →  或   →   →  或  →  →  →
件  除  学    冲  除  学  烘  渗  零
    油  除    洗  锈  除  干  铝  件
        油            锈
2.化学除油配方：
化学除油配方（1）：
根据铁基合金的材质，表面形状以及工艺设施不同，适用于一般钢铁件。
氢氧化钠：60～100克/升
碳酸钠：30～60克/升;
磷酸钠：20～35克/升;
硅酸钠：5～15克/升;
温度为80～90度，时间为10～15分钟。
化学除油配方（2）：
不需要设排风设施。
氢氧化钠：18～20克/升;
碳酸钠：18～25克/升;
焦磷酸钠：10～20克/升;
LT83添加剂：10～20毫升/升;
温度为20～50度，时间为5～20分钟。
化学除油配方（3）：
适用于表面度数值低，规格精度高的零件。
洗净剂6501：20～30毫升/升;
洗净剂6503：5～10毫升/升;
三乙醇胺油酸皂：20～25毫升/升;
笨骈三氮唑：0.1～0.2克/升;
温度为70～80度，时间为10～20分钟。
3.电化学除油配方：
电化学除油配方（1）：
适用于一般钢铁零件。
氢氧化钠：55～65克/升;
碳酸钠：55～65克/升;
磷酸钠：55～65克/升;
硅酸钠：5～10克/升;
碱雾抑制剂BS：0.1～0.3毫升/升;
温度为60～70度，电流密度为3～10安/厘米2，
阴极时间为1～2分钟，阳极时间为3～10分钟。
电化学除油配方（2）：
适用于精密钢铁件。
氢氧化钠：40～60克/升;
碳酸钠：40～60克/升;
磷酸钠：15～25克/升;
硅酸钠：3～6克/升;
抑制剂ZB-11：0.1～0.2克/升;
温度为70～80度，电流密度为2～5安/厘米2。
阴极时间为2～5分钟，阳极时间为1～3分钟。
电化学除油配方（3）：
适用于几何形状复杂的零件。
氢氧化钠：10～20克/升;
碳酸钠：20～30克/升;
磷酸钠：20～35克/升;
抑制剂ZM-11：0.1～0.5克/升;
温度为70～80度，电流密度为5～10安/厘米2，阴极时间为3～5分钟，阳极时间为0.5～2分钟。
4.化学除锈配方：
化学除锈配方（1）：
适用于一般钢铁零件的强浸蚀。
硫酸：120～240克/升;
缓蚀剂若丁：0.3～0.5克/升;
酸雾抑制剂ZM-91：0.05～0.2克/升;
温度为50～70度，时间为3～10分钟。
化学除锈配方（2）：
适用于厚氧化皮钢铁零件。
硫酸：100～200克/升;
盐酸：100～200克/升;
缓蚀剂若丁：0.2～0.5克/升;
温度为40～60度，时间为10～20分钟。
化学除锈配方（3）重量比：
适用于普通铸铁件。
氢氟酸：20～25%;
温度为20～40度，时间为1～5分钟。
化学除锈配方（4）：
适用于机械加工钢铁件。
硫酸：40～50克/升;
铬酐：200～300克/升;
温度为20～40度，时间为2～5分钟。
5.电化学除锈配方：
电化学除锈配方（1）：
适用于一般钢铁件的阳极腐蚀。
硫酸：1～2克/升;
硫酸亚铁：20～30克/升;
氯化钠：3～5克/升;
磺化木工胶：3～5克/升（减缓浸蚀速度）;
温度为30～40度，电流密度为5～10安/厘米2，电极材料为阴（铅）。
电化学除锈配方（2）：
适用于铸铁阳极。
硫酸：100～150克/升;
盐酸：5～20克/升
温度为30～50度，时间为2～5分钟，电流密度为5～10安/厘米2，电极材料为阴（铅）。
电化学除锈配方（3）：
适用于一般钢铁零件阴极。
硫酸：2～6克/升;
氯化钠：1～3%;
盐酸：2～5%;
甲醛：2～4%;
温度为室温，时间为1～3分钟，电流密度为3～6安/厘米2，电极材料为阳（铅）。
6.稀土催渗渗铝溶液成份（重量比）：
稀土镱：0.02～0.8%;
稀土铪：0.01～0.05%;
稀土钽：0.01～0.06%;
硅：1～4%;
其余为铝的熔液;
7.液面熔盐保护：
在高温下，铝的活性很强，极易氧化生成氧化铝，若采用熔盐保护，具体配方如下：
85ИαCL+15Иα3AF6：
充分搅拌后，温度在200度下烘干，撒在熔融铝液表面。钢材浸入稀土-铝合金溶液后，保留时间为10分钟，温度为800～830度，迅速将催渗渗铝的零件提出，置于清水中速冷即可。
8.稀土的催渗作用：
分别对碳钢丝和碳钢板的渗铝层进行了测定见（表1）：
序号 镀层厚度um 样品
1 53.3 稀土催渗渗铝丝
2 50.7 一般热浸渗铝丝
3 152 稀土催渗渗铝板
4 135 一般热浸渗铝板
9.高温氧化试验，温度为970度氧化后失重的相对结果见（表2）：
Figure 891060332_IMG1
10.不同渗层抗高温氧化速率比较（克/米2·小时），耐腐蚀性试验见（表3）：
Figure 891060332_IMG2
不同渗层的耐腐蚀性（克/米2·小时）。
本发明通过试验与未经渗铝处理的相同规格的钢铁件相比，渗铝熔液中加入稀土镱、铪、钽三种元素后，使导热系数提高5.36%，金属强度提高13.6%，防腐蚀性能在水温95度、65度、45度时，分别提高4.6倍、6.8倍、17.5倍，寿命提高3-4倍。从而提高了铝液的流动性，使硬度梯度减小，使渗层与基体粘着性提高，从而达到合理使用钢材的目的。

Claims (15)

1、一种稀土-催渗渗铝，其特征是以化学除油或电化学除油→清水冲洗→化学除锈或电化学除锈→低温烘干→热浸渗铝工艺及化学除油配方2、电化学除油配方3、化学除锈配方4、电化学除锈配方5、催渗渗铝熔液成份6组成的钢铁件表面处理工艺。
2、根据权利要求1所述的稀土-催渗渗铝，其特征2、化学除油配方（1）氢氧化钠为60～100克/升，碳酸钠为30～60克/升，磷酸钠为20～35克/升，硅酸钠为5～15克/升，温度为80～90度，时间为10～15分钟组成。
3、根据权利要求1所述的稀土-催渗渗铝，其特征2、化学除油配方（2）的氢氧化钠为18～20克/升，碳酸钠为18～25克/升，焦磷酸钠为10～20克/升，LT83添加剂为10～20毫升/升，温度为20～50度，时间为5～20分钟组成。
4、根据权利要求1所述的稀土-催渗渗铝，其特征2、化学除油配方（3）的洗净剂6501为20～30毫升/升，洗净剂6503为5～10毫升/升，三乙醇胺油酸皂为20～25毫升/升，笨骈三氮唑为0.1～0.2克/升，温度为70～80度，时间为10～20分钟组成。
5、根据权利要求1所述的稀土-催渗渗铝，其特征3、电化学除油配方（1）的氢氧化钠为55～65克/升，碳酸钠为55～65克/升，碳酸钠为55～65克/升，磷酸钠为55～65克/升，硅酸钠为5～10克/升，碱雾抑制剂BS为0.1～0.3毫升/升，温度为60～70度，电流密度为3～10安/厘米2，阴极时间为1～2分钟，阳极时间为3～10分钟组成。
6、根据权利要求1所述的稀土-催渗渗铝，其特征3、电化学除油配方（2）的氢氧化钠为40～60克/升，碳酸钠为40～60克/升，磷酸钠为15～25克/升，硅酸钠为3～6克/升，抑制剂ZB-11为0.1～0.2克/升，温度为70～80度，电流密度为2-5安/厘米2，阴极时间为2～5分钟，阳极时间为1-3分钟组成。
7、根据权利要求1所述的稀土-催渗渗铝，其特征3、电化学除油配方（3）的氢氧化钠为10～20克/升，碳酸钠为20～30克/升，磷酸钠为20～35克/升，抑制剂ZM-11为0.1～0.3克/升，温度为70～80度，电流密度为5～10安/厘米2，阴极时间为3～5分钟，阳极时间为0.5～2分钟组成。
8、根据权利要求1所述的稀土-催渗渗铝，其特征4、化学除锈配方（1）的硫酸为120～240克/升，缓蚀剂若丁为0.3～0.5克/升，酸雾抑制剂ZM-91为0.05-0.2克/升，温度为50～70度，时间为3～10分钟组成。
9、根据权利要求1所述的稀土-催渗渗铝，其特征4、化学除锈配方（2）的硫酸为100～200克/升，盐酸为100～200克/升，缓蚀剂若丁为0.2～0.5克/升，温度为40～60度，时间为10～20分钟组成。
10、根据权利要求1所述的稀土-催渗渗铝，其特征4、化学除锈配方（3）的氢氟酸为重量比的20～25%，温度为20～40度，时间为1～5分钟组成。
11、根据权利要求1所述的稀土-催渗渗铝，其特征4、化学除锈配方（4）的硫酸为40～50克/升，铬酐为200～300克/升，温度为20～40度，时间为2～5分钟组成。
12、根据权利要求1所述的稀土-催渗渗铝，其特征5、电化学除锈配方（1）的硫酸为1～2克/升，硫酸亚铁为20～30克/升，氯化钠为3～5克/升，磺化木工胶为3～5克/升，温度为30～40度，电流密度为5～10安/厘米2组成。
13、根据权利要求1所述的稀土-催渗渗铝，其特征5、电化学除锈配方（2）的硫酸为100～150克/升，盐酸为5～20克/升，温度为30～50度，时间为2～5分钟组成。
14、根据权利要求1所述的稀土-催渗渗铝，其特征5、电化学除锈配方（3）的硫酸为2～6克/升，氯化钠为重量比的1～3%，盐酸为重量比的2～5%，甲醛为重量比的2～4%，温度为室温，时间为1-3分钟，电流密度为3-6安/厘米2组成。
15、根据权利要求1所述的稀土-催渗渗铝，其特征6、渗铝溶液成份重量比：稀土镱为0.02-0.8%，稀土铪为0.01～0.05%稀土钽为0.01～0.06%，硅为1～4%组成。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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