CN106048515A - 一种金属构件表面处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种金属构件表面处理方法，包括如下步骤：第一步，金属构件的前处理；第二步，配置合金渗剂；第三步，进行合金渗透；第四步，冷却分离；第五步，碱性电解抛光，与现有技术相比，本发明的金属构件表面处理方法，具有以下优点：极大的提高了金属构件的耐磨和抗冲击性能，因而能有效的延长金属构件的使用寿命；另外，在对金属构件进行处理的过程中，环保性能好，不会对环境造成污染。
Description
技术领域
本发明涉及一种金属构件表面处理方法。
背景技术
对金属构件的表面进行处理，是一种行之有效的提高金属构件机械性能的方法，目前对于金属构件的表面处理，主要有以下几种工艺方法：
第一、渗锌工艺：将渗剂与金属构件置于渗锌炉中，加热到400度左右，锌原子与金属构件渗透。渗锌工艺优点是渗层比较厚而且其与锌的结合方式是热扩散结合，所以非常牢固，其缺点是处理后表面为灰黑色，外观很差，表面非常粗糙难以进一步处理，而且其耐腐蚀性能也比较低，中性盐雾试验仅能维持在300小时以内，如果想提高盐雾性能就必须增加渗层厚度，而对于许多需要精密配合的产品如螺纹类产品增加渗层厚度后产品就需加大尺寸，其螺纹配合间隙等都需要进一步调整，使产品使用时可靠性大大降低.
第二、电镀锌工艺：就是利用电解在金属构件表面形成均匀，致密，结合力良好的锌沉积层，电镀锌尽管表面镀层光亮，但耐腐蚀性能比较差，而且厚度也就5-10um，中性盐雾试验很难通过120小时。同时电镀锌层表面硬度仅为80HV，结合力和耐磨性都比较差，传统电镀锌工艺需要酸洗，钝化等会对水资源造成严重污染。
第三、热镀锌工艺：就是将金属构件浸入熔融的锌液中，使其表面附着锌层，从而达到防腐蚀的目的，热镀锌的优点是产量高，抗腐蚀能力高于电镀锌，但热镀锌件表面锌层比较疏松，会在产品表面形成锌渣、锌瘤，难以控制产品表面尺寸精度，尤其是两种构件尺寸需要精密配合的产品，锌渣和锌瘤会造成产品尺寸难以配合。其中性盐雾试验很难通过240小时，热镀锌表面硬度仅为80HV，耐磨性差，同时热镀锌生产时前处理工序需要酸洗，会对水源造成严重污染，热镀锌炉是开放式结构也会在空气中产生大量二氧化硫、氮氧化物、一氧化物、烟尘等三废污染物。
综上所述，上述几种表面处理方法，均存在诸多不足。
发明内容
本发明要解决的问题是：提供一种金属构件表面处理方法，该方法解决了现有技术存在的缺点，使金属构件产品在处理过程中无污染、零排放、绿色环保，金属构件在使用该复合工艺处理后实现了表面光亮、不影响产品配合尺寸、无氢脆现象及超高的耐腐蚀性能，中性盐雾试验可超过2000小时，由于处理过程中添加了多种合金成份，因而经本发明的处理方法处理过的金属构件，其表面比单一渗锌与镀锌硬度更高，表面硬度可达到400HV，极大的提高了产品的耐磨、抗冲击性能，延长了使用寿命。
另外，本发明的纳米多元合金表面处理方法，是一种先进的绿色环保表面处理技术，符合当前钢铁构件防腐工程发展趋势，在钢铁材料防腐工程领域具有广泛应用前景。
为了解决上述问题，本发明的金属构件表面处理方法，包括如下步骤：
第一步，金属构件的前处理：在采用超声波清洗机内加入碱性除油粉，对金属构件进行表面除油，除油后将金属构件进行表面抛丸活化处理，之后再将金属构件装入回转滚筒中；除油过程中产生的污水吸入过滤装置，进行油水分离，油水分离之后的清洗油可由废油处理厂回收利用，抛丸过程采用金属抛丸进行处理，粉尘自动分离。
本步骤中，除油过程中的水可以实现循环利用，清洗油可由废油处理厂回收利用，抛丸过程采用金属抛丸处理，粉尘自动分离，因此，本步骤不会对环境造成影响。
第二步，配置合金渗剂：合金渗剂按重量百分比计，包括80-85％的锌粉，10-15％的镍粉，3-5％的氧化铈粉末，0.2％的作为活化剂的氯化铵，上述组份混合后，进行高能球磨处理，处理后的粉末为微纳米级，粉末粒度直径范围为10um-300um，合金渗剂添加量为每吨金属构件15-35kg，同时每吨金属构件需要添加100-150kg石英砂作为炉料，以防止金属构件与合金渗剂在滚动过程中杂质和粉尘在产品表面粘结，其对合金层也有一定的摩擦作用，可将附着杂物清理掉，使合金层更容易渗入金属构件基体。
第三步，进行合金渗透：将抛丸活化处理后的金属构件及合金渗剂加入回转滚筒中，然后将回转滚筒放入电加热箱中，回转滚筒的转速设定为5-15转/分钟，加热温度设定为300-380℃，加热升温时间控制在40分钟以内，当温度升高至350-380℃后，保持该加热温度60-80分钟，即可完成金属构件的合金渗透，在金属构件的表面形成多元合金层。
本步骤中，合金渗透过程全部在密闭的回转滚筒中进行，采用电加热方式，对环境没有污染。
第四步，冷却分离：渗透加工完成后，将回转滚筒从加热炉移至另一个回转工装，回转滚筒继续旋转，同时利用吹风装置对回转滚筒的表面降温，等测得回转滚筒温度低于100℃时，将回转滚筒盖拆开，拆开后在回转滚筒的上方和回转工装的上方设置粉尘隔离装置，再将粉尘隔离装置的开口密封，最后利用电机带动回转滚筒将金属构件倒出，同时回转工装上设有振动筛，在振动筛的作用下会将炉料和金属构件自动分离。
本步骤中，由于回转滚筒和回转工装的上部设有粉尘隔离装置，因而该步骤中产生的粉尘被粉尘隔离装置完全隔离，不会泄露到车间内，因此无粉尘污染。
第五步，碱性电解抛光：将冷却分离后的金属构件用纯净水洗净，然后在温度为15-35度，电流密度为1A-3A/dm2的条件下在电解槽中进行电解抛光，电解抛光时需要将金属构件作为阴极，锌板作为阳极，电解溶液为碱性无氰电解液，每升该电解液中包含氧化锌7-10g，硫酸镍8g-12g，氢氧化钠120-135g，三乙醇胺12-24g，羟基乙二胺1-2.2g，其余成份为去离子水，电解时间为60-80分钟；电解槽为全密封形式，电解槽上部设有塑料空气罩，电解完成后，对电解完成后的金属构件进行清洗，清洗的时候，首先将金属构件浸入第一水洗槽清洗，然后再进入第二水洗槽清洗，第一个洗槽内设有加热装置，槽液温度控制在70-90℃之间，形成热蒸发效果，当测得第一水洗槽内的溶液被蒸发到浓度与电解槽内的电镀溶液浓度相同时，将第一水洗槽内的溶液添加到电解槽中，然后再将第二水洗槽中的溶液加入到第一水洗槽中，第二水洗槽中则加入清水继续对金属构件进行清洗，待到第一水洗槽中的溶液被蒸发到与电解槽中的溶液的浓度相同时，再次将该溶液添加到电解槽中，第二水洗槽中的溶液则再次加入到第一水洗槽中，第二水洗槽中再次加入清水，如此循环往复，这样整个电解过程中，只需添加清水，无废水废液排出，从而实现了废水废液的零排放，金属构件在第二水洗槽中清洗干净后，将其取出晾干即可。
本步骤中，无废水废液排出，因而也不会对环境造成污染。
进一步，本发明的金属构件表面处理方法，所述锌粉的纯度≥99.5％。
进一步，本发明的金属构件表面处理方法，所述回转滚筒为薄壁六角回转滚筒。
采用以上技术方案，与现有技术相比，具有以下优点：
经本发明的处理方法处理后的金属构件，极大的提高了金属构件的耐磨和抗冲击性能，因而能有效的延长金属构件的使用寿命；另外，在对金属构件进行处理的过程中，环保性能好，不会对环境造成污染。
经本发明的处理方法处理后的金属构件，具有以下特点：
(1)合金层厚度均匀性好且可以控制
合金层厚度只取决于工艺参数，与构件的形状和部位无关。对带有螺纹、内壁或凹槽等形状复杂的制件，通过严格的工艺控制可获得10μm～60μm之间任意厚度的渗镀合金层，其厚度均匀、表面平整。
(2)合金层硬度高、耐磨损、抗划伤能力强
经本发明方法处理后的合金合金层表面硬度高于35HRC，是目前各种表面处理工艺锌合金层中最硬的，普通机械加工都较为困难，因此其耐磨损、抗划伤能力强。
(3)合金层与基体金属的结合强度高
合金合金层为固态冶金扩散结合，合金层与金属构件基体的结合力强，合金层很难剥离，只有用化学方法才能除掉，合金层与金属构件界面拉伸强度为600-700MPa；表面拉伸强度为300-350MPa。
(4)合金层耐腐蚀能力强
多元合金层具有表面电镀锌镍合金层，及热渗透锌铁合金层等多层种防腐蚀功能，耐盐雾腐蚀试验可达2000小时以上，尤其适合海洋大气、恶劣的工业大气等多种使用环境，耐腐蚀性能优于热镀锌、电镀锌和达克罗等表面处理工艺。
具体实施方式
实施例1
本实施例的金属构件表面处理方法，选取45号钢制成的螺栓作为金属构件，对其进行表面处理，具体步骤如下：
第一步，金属构件的前处理：在采用超声波清洗机内加入碱性除油粉，对螺栓进行表面除油，除油后将螺栓进行表面抛丸活化处理，之后再将螺栓装入回转滚筒中；除油过程中产生的污水吸入过滤装置，进行油水分离，油水分离之后的清洗油可由废油处理厂回收利用，抛丸过程采用金属抛丸进行处理，粉尘自动分离。
第二步，配置合金渗剂：合金渗剂按重量百分比计，包括80％的锌粉，15％的镍粉，4.8％的氧化铈粉末，0.2％的作为活化剂的氯化铵，上述组份混合后，进行高能球磨处理，处理后的粉末为微纳米级，粉末粒度直径范围为10um-300um，合金渗剂添加量为每吨金属构件15kg，同时每吨螺栓需要添加100kg石英砂作为炉料，以防止螺栓与合金渗剂在滚动过程中杂质和粉尘在产品表面粘结，其对合金层也有一定的摩擦作用，可将附着杂物清理掉，使合金层更容易渗入螺栓基体。
第三步，进行合金渗透：将抛丸活化处理后的金属构件及合金渗剂加入回转滚筒中，然后将回转滚筒放入电加热箱中，回转滚筒的转速设定为5-15转/分钟，加热温度设定为300-380℃，加热升温时间控制在40分钟以内，当温度升高至350-380℃后，保持该加热温度60-80分钟，即可完成螺栓的合金渗透，在螺栓的表面形成多元合金层。
第四步，冷却分离：渗透加工完成后，将回转滚筒从加热炉移至另一个回转工装，回转滚筒继续旋转，同时利用吹风装置对回转滚筒的表面降温，等测得回转滚筒温度低于100℃时，将回转滚筒盖拆开，拆开后在回转滚筒的上方和回转工装的上方设置粉尘隔离装置，再将粉尘隔离装置的开口密封，最后利用电机带动回转滚筒将螺栓倒出，同时回转工装上设有振动筛，在振动筛的作用下会将炉料和螺栓自动分离。
第五步，碱性电解抛光：将冷却分离后的螺栓用纯净水洗净，然后在温度为15-35度，电流密度为1A-3A/dm2的条件下在电解槽中进行电解抛光，电解抛光时需要将螺栓作为阴极，锌板作为阳极，电解溶液为碱性无氰电解液，每升该电解液中包含氧化锌7g，硫酸镍8g，氢氧化钠135g，三乙醇胺24g，羟基乙二胺2.2g，其余成份为去离子水，电解时间为60-80分钟；电解槽为全密封形式，电解槽上部设有塑料空气罩，电解完成后，对电解完成后的螺栓进行清洗，清洗的时候，首先将螺栓浸入第一水洗槽清洗，然后再进入第二水洗槽清洗，第一个洗槽内设有加热装置，槽液温度控制在70-90℃之间，形成热蒸发效果，当测得第一水洗槽内的溶液被蒸发到浓度与电解槽内的电镀溶液浓度相同时，将第一水洗槽内的溶液添加到电解槽中，然后再将第二水洗槽中的溶液加入到第一水洗槽中，第二水洗槽中则加入清水继续对螺栓进行清洗，待到第一水洗槽中的溶液被蒸发到与电解槽中的溶液的浓度相同时，再次将该溶液添加到电解槽中，第二水洗槽中的溶液则再次加入到第一水洗槽中，第二水洗槽中再次加入清水，如此循环往复，这样整个电解过程中，只需添加清水，无废水废液排出，从而实现了废水废液的零排放，螺栓在第二水洗槽中清洗干净后，将其取出晾干即可。
本实施例的金属构件表面处理方法，所述锌粉的纯度≥99.5％。
本实施例的金属构件表面处理方法，所述回转滚筒为薄壁六角回转滚筒。
另外，作为对比实施例，分别对相同的螺栓进行电镀锌处理、热浸锌处理、达克罗处理，并对各种表面处理的主要参数做定性或定量检测，具体参数如表1所示：
表1
| 技术指标 | 电镀锌处理 | 热浸镀锌处理 | 达克罗处理 | 本发明处理方法 |
| 渗层厚度 | 6-13μm | 18-100μm | 5-10μm | 10-60μm |
| 厚度均匀性 | 较好 | 较差 | 一般 | 好 |
| 表面状态 | 银白、表面光洁 | 银白色 | 银灰色 | 银白、表面光洁 |
| 镀层特性 | 机械结合 | 冶金结合 | 机械结合 | 扩散冶金结合 |
| 硬度 | Hv80-85 | Hv80-90 | Hv200-220 | Hv250-400 |
| 附着强度 | 4级 | 3级 | 2级 | 1级 |
| 氢脆性 | 有氢脆 | 较少氢脆 | 无氢脆 | 无氢脆 |
| 耐腐蚀性 | 较低 | 2-10年左右 | 3-10年左右 | 30-50年以上 |
| 耐热性 | 差 | 较好 | 一般 | 好 |
| 尺寸变化 | 小 | 大 | 小 | 小 |
| 螺纹 | 不咬牙 | 易咬牙 | 不咬牙 | 不咬牙 |
通过表1可知，经本实施例的处理方法处理后的螺栓，其各项参数均优于或持平于与其它表面处理后的参数。
实施例2
本实施例的金属构件表面处理方法，选取Q235制成的螺母作为金属构件，对其进行表面处理，具体步骤如下：
第一步，金属构件的前处理：在采用超声波清洗机内加入碱性除油粉，对螺母进行表面除油，除油后将螺母进行表面抛丸活化处理，之后再将螺母装入回转滚筒中；除油过程中产生的污水吸入过滤装置，进行油水分离，油水分离之后的清洗油可由废油处理厂回收利用，抛丸过程采用金属抛丸进行处理，粉尘自动分离。
第二步，配置合金渗剂：合金渗剂按重量百分比计，包括85％的锌粉，12％的镍粉，2.8％的氧化铈粉末，0.2％的作为活化剂的氯化铵，上述组份混合后，进行高能球磨处理，处理后的粉末为微纳米级，粉末粒度直径范围为10um-300um，合金渗剂添加量为每吨螺母20kg，同时每吨金属构件需要添加120kg石英砂作为炉料，以防止螺母与合金渗剂在滚动过程中杂质和粉尘在产品表面粘结，其对合金层也有一定的摩擦作用，可将附着杂物清理掉，使合金层更容易渗入螺母基体。
第三步，进行合金渗透：将抛丸活化处理后的螺母及合金渗剂加入回转滚筒中，然后将回转滚筒放入电加热箱中，回转滚筒的转速设定为5-15转/分钟，加热温度设定为300-380℃，加热升温时间控制在40分钟以内，当温度升高至350-380℃后，保持该加热温度60-80分钟，即可完成螺母的合金渗透，在螺母的表面形成多元合金层。
第四步，冷却分离：渗透加工完成后，将回转滚筒从加热炉移至另一个回转工装，回转滚筒继续旋转，同时利用吹风装置对回转滚筒的表面降温，等测得回转滚筒温度低于100℃时，将回转滚筒盖拆开，拆开后在回转滚筒的上方和回转工装的上方设置粉尘隔离装置，再将粉尘隔离装置的开口密封，最后利用电机带动回转滚筒将螺母倒出，同时回转工装上设有振动筛，在振动筛的作用下会将炉料和螺母自动分离。
第五步，碱性电解抛光：将冷却分离后的金属构件用纯净水洗净，然后在温度为15-35度，电流密度为1A-3A/dm2的条件下在电解槽中进行电解抛光，电解抛光时需要将螺母作为阴极，锌板作为阳极，电解溶液为碱性无氰电解液，每升该电解液中包含氧化锌8g，硫酸镍10g，氢氧化钠125g，三乙醇胺18g，羟基乙二胺1.5g，其余成份为去离子水，电解时间为60-80分钟；电解槽为全密封形式，电解槽上部设有塑料空气罩，电解完成后，对电解完成后的螺母进行清洗，清洗的时候，首先将螺母浸入第一水洗槽清洗，然后再进入第二水洗槽清洗，第一个洗槽内设有加热装置，槽液温度控制在70-90℃之间，形成热蒸发效果，当测得第一水洗槽内的溶液被蒸发到浓度与电解槽内的电镀溶液浓度相同时，将第一水洗槽内的溶液添加到电解槽中，然后再将第二水洗槽中的溶液加入到第一水洗槽中，第二水洗槽中则加入清水继续对金属构件进行清洗，待到第一水洗槽中的溶液被蒸发到与电解槽中的溶液的浓度相同时，再次将该溶液添加到电解槽中，第二水洗槽中的溶液则再次加入到第一水洗槽中，第二水洗槽中再次加入清水，如此循环往复，这样整个电解过程中，只需添加清水，无废水废液排出，从而实现了废水废液的零排放，螺母在第二水洗槽中清洗干净后，将其取出晾干即可。
进一步，本实施例的金属构件表面处理方法，所述锌粉的纯度≥99.5％。
进一步，本实施例的金属构件表面处理方法，所述回转滚筒为薄壁六角回转滚筒。
另外，作为对比实施例，分别对相同的螺母进行电镀锌处理、热浸锌处理、达克罗处理，并对各种表面处理的主要参数做定性或定量检测，具体参数如表2所示：
表2
| 技术指标 | 电镀锌处理 | 热浸镀锌处理 | 达克罗处理 | 本发明处理方法 |
| 渗层厚度 | 8-16μm | 20-105μm | 6-9μm | 10-60μm |
| 厚度均匀性 | 较好 | 较差 | 一般 | 好 |
| 表面状态 | 银白、表面光洁 | 银白色 | 银灰色 | 银白、表面光洁 |
| 镀层特性 | 机械结合 | 冶金结合 | 机械结合 | 扩散冶金结合 |
| 硬度 | Hv75-85 | Hv75-90 | Hv180-235 | Hv250-380 |
| 附着强度 | 4级 | 3级 | 2级 | 1级 |
| 氢脆性 | 有氢脆 | 较少氢脆 | 无氢脆 | 无氢脆 |
| 耐腐蚀性 | 较低 | 2-10年左右 | 3-10年左右 | 30-50年以上 |
| 耐热性 | 差 | 较好 | 一般 | 好 |
| 尺寸变化 | 小 | 大 | 小 | 小 |
| 螺纹 | 不咬牙 | 易咬牙 | 不咬牙 | 不咬牙 |
通过表2可知，经本实施例的处理方法处理后的螺母，其各项参数均优于或持平于与其它表面处理后的参数。
实施例3
本实施例的金属构件表面处理方法，选取Q235制成的螺钉作为金属构件，对其进行表面处理，具体步骤如下：
第一步，金属构件的前处理：在采用超声波清洗机内加入碱性除油粉，对螺钉进行表面除油，除油后将螺钉进行表面抛丸活化处理，之后再将螺钉装入回转滚筒中；除油过程中产生的污水吸入过滤装置，进行油水分离，油水分离之后的清洗油可由废油处理厂回收利用，抛丸过程采用金属抛丸进行处理，粉尘自动分离。
第二步，配置合金渗剂：合金渗剂按重量百分比计，包括82％的锌粉，14％的镍粉，3.8％的氧化铈粉末，0.2％的作为活化剂的氯化铵，上述组份混合后，进行高能球磨处理，处理后的粉末为微纳米级，粉末粒度直径范围为10um-300um，合金渗剂添加量为每吨金属构件35kg，同时每吨螺钉需要添加150kg石英砂作为炉料，以防止螺钉与合金渗剂在滚动过程中杂质和粉尘在产品表面粘结，其对合金层也有一定的摩擦作用，可将附着杂物清理掉，使合金层更容易渗入螺钉基体。
第三步，进行合金渗透：将抛丸活化处理后的螺钉及合金渗剂加入回转滚筒中，然后将回转滚筒放入电加热箱中，回转滚筒的转速设定为5-15转/分钟，加热温度设定为300-380℃，加热升温时间控制在40分钟以内，当温度升高至350-380℃后，保持该加热温度60-80分钟，即可完成螺钉的合金渗透，在螺钉的表面形成多元合金层。
第四步，冷却分离：渗透加工完成后，将回转滚筒从加热炉移至另一个回转工装，回转滚筒继续旋转，同时利用吹风装置对回转滚筒的表面降温，等测得回转滚筒温度低于100℃时，将回转滚筒盖拆开，拆开后在回转滚筒的上方和回转工装的上方设置粉尘隔离装置，再将粉尘隔离装置的开口密封，最后利用电机带动回转滚筒将螺钉倒出，同时回转工装上设有振动筛，在振动筛的作用下会将炉料和螺钉自动分离。
第五步，碱性电解抛光：将冷却分离后的螺钉用纯净水洗净，然后在温度为15-35度，电流密度为1A-3A/dm2的条件下在电解槽中进行电解抛光，电解抛光时需要将金属构件作为阴极，锌板作为阳极，电解溶液为碱性无氰电解液，每升该电解液中包含氧化锌10g，硫酸镍12g，氢氧化钠135g，三乙醇胺24g，羟基乙二胺2.2g，其余成份为去离子水，电解时间为60-80分钟；电解槽为全密封形式，电解槽上部设有塑料空气罩，电解完成后，对电解完成后的螺钉进行清洗，清洗的时候，首先将螺钉浸入第一水洗槽清洗，然后再进入第二水洗槽清洗，第一个洗槽内设有加热装置，槽液温度控制在70-90℃之间，形成热蒸发效果，当测得第一水洗槽内的溶液被蒸发到浓度与电解槽内的电镀溶液浓度相同时，将第一水洗槽内的溶液添加到电解槽中，然后再将第二水洗槽中的溶液加入到第一水洗槽中，第二水洗槽中则加入清水继续对螺钉进行清洗，待到第一水洗槽中的溶液被蒸发到与电解槽中的溶液的浓度相同时，再次将该溶液添加到电解槽中，第二水洗槽中的溶液则再次加入到第一水洗槽中，第二水洗槽中再次加入清水，如此循环往复，这样整个电解过程中，只需添加清水，无废水废液排出，从而实现了废水废液的零排放，螺钉在第二水洗槽中清洗干净后，将其取出晾干即可。
本步骤中，无废水废液排出，因而也不会对环境造成污染。
本实施例的金属构件表面处理方法，所述锌粉的纯度≥99.5％。
本实施例的金属构件表面处理方法，所述回转滚筒为薄壁六角回转滚筒。
另外，作为对比实施例，分别对相同的螺钉进行电镀锌处理、热浸锌处理、达克罗处理，并对各种表面处理的主要参数做定性或定量检测，具体参数如表3所示：
表3
| 技术指标 | 电镀锌处理 | 热浸镀锌处理 | 达克罗处理 | 本发明处理方法 |
| 渗层厚度 | 5-15μm | 15-110μm | 4-10μm | 10-60μm |
| 厚度均匀性 | 较好 | 较差 | 一般 | 好 |
| 表面状态 | 银白、表面光洁 | 银白色 | 银灰色 | 银白、表面光洁 |
| 镀层特性 | 机械结合 | 冶金结合 | 机械结合 | 扩散冶金结合 |
| 硬度 | Hv75-86 | Hv80-88 | Hv165-220 | Hv250-420 |
| 附着强度 | 4级 | 3级 | 2级 | 1级 |
| 氢脆性 | 有氢脆 | 较少氢脆 | 无氢脆 | 无氢脆 |
| 耐腐蚀性 | 较低 | 2-10年左右 | 3-10年左右 | 30-50年以上 |
| 耐热性 | 差 | 较好 | 一般 | 好 |
| 尺寸变化 | 小 | 大 | 小 | 小 |
| 螺纹 | 不咬牙 | 易咬牙 | 不咬牙 | 不咬牙 |
通过表3可知，经本实施例的处理方法处理后的螺钉，其各项参数均优于或持平于与其它表面处理后的参数。
Claims (3)
1.一种金属构件表面处理方法，其特征在于，包括如下具体步骤，包括以下步骤：
1)金属构件的前处理：在采用超声波清洗机内加入碱性除油粉，对金属构件进行表面除油，除油后将金属构件进行表面抛丸活化处理，之后再将金属构件装入回转滚筒中；除油过程中产生的污水吸入过滤装置，进行油水分离，油水分离之后的清洗油可由废油处理厂回收利用，抛丸过程采用金属抛丸进行处理，粉尘自动分离；
2)配置合金渗剂：合金渗剂按重量百分比计，包括80-85％的锌粉，10-15％的镍粉，3-5％的氧化铈粉末，0.2％的作为活化剂的氯化铵，上述组份混合后，进行高能球磨处理，处理后的粉末为微纳米级，粉末粒度直径范围为10um-300um，合金渗剂添加量为每吨金属构件15-35kg，同时每吨金属构件需要添加100-150kg石英砂作为炉料，以防止金属构件与合金渗剂在滚动过程中杂质和粉尘在产品表面粘结，其对合金层也有一定的摩擦作用，可将附着杂物清理掉，使合金层更容易渗入金属构件基体；
3)进行合金渗透：将抛丸活化处理后的金属构件及合金渗剂加入回转滚筒中，然后将回转滚筒放入电加热箱中，回转滚筒的转速设定为5-15转/分钟，加热温度设定为300-380℃，加热升温时间控制在40分钟以内，当温度升高至350-380℃后，保持该加热温度60-80分钟，即可完成金属构件的合金渗透，在金属构件的表面形成多元合金层；
4)冷却分离：渗透加工完成后，将回转滚筒从加热炉移至另一个回转工装，回转滚筒继续旋转，同时利用吹风装置对回转滚筒的表面降温，等测得回转滚筒温度低于100℃时，将回转滚筒盖拆开，拆开后在回转滚筒的上方和回转工装的上方设置粉尘隔离装置，再将粉尘隔离装置的开口密封，最后利用电机带动回转滚筒将金属构件倒出，同时回转工装上设有振动筛，在振动筛的作用下会将炉料和金属构件自动分离；
5)碱性电解抛光：将冷却分离后的金属构件用纯净水洗净，然后在温度为15-35度，电流密度为1A-3A/dm2的条件下在电解槽中进行电解抛光，电解抛光时需要将金属构件作为阴极，锌板作为阳极，电解溶液为碱性无氰电解液，每升该电解液中包含氧化锌7-10g，硫酸镍8-12g，氢氧化钠120-135g，三乙醇胺12-24g，羟基乙二胺1-2.2g，其余成份为去离子水，电解时间为60-80分钟；电解槽为全密封形式，电解槽上部设有塑料空气罩，电解完成后，对电解完成后的金属构件进行清洗，清洗的时候，首先将金属构件浸入第一水洗槽清洗，然后再进入第二水洗槽清洗，第一个洗槽内设有加热装置，槽液温度控制在70-90℃之间，形成热蒸发效果，当测得第一水洗槽内的溶液被蒸发到浓度与电解槽内的电镀溶液浓度相同时，将第一水洗槽内的溶液添加到电解槽中，然后再将第二水洗槽中的溶液加入到第一水洗槽中，第二水洗槽中则加入清水继续对金属构件进行清洗，待到第一水洗槽中的溶液被蒸发到与电解槽中的溶液的浓度相同时，再次将该溶液添加到电解槽中，第二水洗槽中的溶液则再次加入到第一水洗槽中，第二水洗槽中再次加入清水，如此循环往复，这样整个电解过程中，只需添加清水，无废水废液排出，从而实现了废水废液的零排放，金属构件在第二水洗槽中清洗干净后，将其取出晾干即可。
2.根据权利要求1所述的金属构件表面处理方法，其特征在于：所述锌粉的纯度≥99.5％。
3.根据权利要求1所述的金属构件表面处理方法，其特征在于：所述回转滚筒为六角回转滚筒。
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