CN1065101A

CN1065101A - 钢材和铸铁件的热浸镀铝新工艺

Info

Publication number: CN1065101A
Application number: CN 92107535
Authority: CN
Inventors: 吴元康
Original assignee: Southeast University
Current assignee: Southeast University
Priority date: 1992-04-29
Filing date: 1992-04-29
Publication date: 1992-10-07
Anticipated expiration: 2007-04-29
Also published as: CN1028247C

Abstract

一种钢材和铸铁件的热浸镀铝新工艺，属于钢铁材料表面化学热处理技术领域，尤其涉及钢材、铸铁的热浸镀铝。该工艺主要是在镀铝合金液中添加铈、镓、铟三元抗氧化合金，其中铈0.03％～0.04％，镓 0.001％～0.002％，铟0.002％～0.003％，同时在镀铝用坩埚内衬涂有耐铝浸蚀原，坩埚外侧热浸镀铝30 分钟，使铝液表面光亮，涂层表面光亮且可大幅度提高坩埚使用寿命，降低成本，提高效益。

Description

本发明属于钢铁材料表面化学热处理技术领域，尤其涉及钢材、铸铁件的热浸镀铝。

钢的表面热浸镀铝工艺技术是具有50年历史的老工艺。美国早在1939年就建成了世界第一条带钢连续镀铝线。我国在1985年也建立过带钢连续镀铝线，并进行过钢管热浸镀铝试验，但由于熔铝表面易氧化，镀层质量差，设备浸蚀严重、寿命短，未能形成批量生产线。现有的热浸镀铝工艺使工件质量差，外表灰暗欠美观，成本较高，设备损坏快，在工业中推广应用不理想。

本发明针对现有热浸镀铝工艺的不足，改进钢材、铸铁件的热浸镀铝工艺，使工件表面质量高，成本降低，且设备简单，寿命延长。

一般钢材和铸铁件热浸镀铝要分为几个过程完成。首先是待镀工件表面除油和除锈的表面预处理，其次将预处理好的工件浸入熔融状态的铝或铝合金液中，在700℃～800℃下保温1～10分钟，取出，最后再对镀铝后工件进行表面处理。本发明对钢管、铸件和不锈钢件在镀铝前需进行除油处理，可采用洗涤剂清洗，或在400℃～450℃炉中烧去表面油污的方法，除油后于清水中洗净，再置于酸性溶液中除去工件表面的氧化皮，浸后清水清洗。铸铁件表面的石墨用450℃～500℃的氢氧化钠或氢氧化钾碱浴炉浸除，浸浴2～4分钟，除去表面石墨。除油、锈和石墨后的工件可浸入3%三氯化铬的助镀溶剂中，等待镀铝。在工业纯铝，含Si 1.5～8%的Al-Si合金或Al-Zn-Si三元铝合金中添加抗氧化含铈、镓、铟的中间合金，加入后铝合金液中抗氧化合金的含量为铈0.03%～0.04%，镓0.001%～0.002%，铟0.002%～0.003%，加入的铈、镓、铟三元抗氧化合金中铈也可由混合稀土金属元素ReCe-45或ReCe-48取代，含量不变。热浸镀铝熔液的温度和时间一般由所需镀层的厚度及镀层中铁铝合金层厚度确定，通常采取730℃～800℃，时间取1～6分钟。镀铝用坩锅由灰口铸铁或球墨铸铁浇铸而成，坩锅内衬涂有耐铝浸蚀层，该内衬的成分为石墨粉20%，碳化硅粉10%，水玻璃20%，其余为水，坩锅外侧热浸镀铝30分钟，以提高坩锅使用寿命。经热浸镀铝的工件镀层最表层为铝，约0.1～0.25mm厚，被镀基件金属与铝之间有一薄层铁铝合金，厚为8～50微米。成分为FeAl₃及Fe₂Al₅。坚硬耐磨，抗蚀。镀铝表面可以进行机械抛光处理或化学抛光处理，也可进行阳极氧化上色处理。添加的微量抗氧化合金使镀铝表层抗氧化，腐蚀能力提高，形成光亮铝或铝合金。

本发明采用在镀铝和铝合金液中添加抗氧化中间合金的方法，取代了熔铝表层的熔剂保护层，使铝液表面光亮涂层表面光亮;采用碱溶法预处理，很易去除铸铁表面的石墨，在镀铝坩锅的内衬涂复耐铝浸蚀层，坩锅外侧热浸镀铝30分钟，可以大幅度提高坩锅的使用寿命，降低成本，提高效益。

实施例1，10钢管尺寸为φ38×15×2000，用10～15%的碳酸钠溶液于大于80℃下清洗2分钟除油，清水洗净后置于10%浓度的盐酸溶液中2分钟，取出用冷水冲去酸液，再置于3%的CrO₃溶液中浸泡1～2分钟，取出后置于750℃的工业纯铝液，其中加Ce 0.03%，Ga 0.002%，In 0.002%保温2分钟取出，用气泵吹除钢管底部残留铝液，钢管2米长度内外表面均镀上一层镀铝厚约0.15mm。

实施2例，热轧T型A₃钢，25×25×2×2000mm，按例1所述相同的工艺方法在750℃的铝-硅（3%）合金液中，加有抗氧化合金同例1，浸铝3分钟，镀铝层原约0.17mm，其中FeAl₃金属化合物层厚24μm。

实施例3，灰口铸铁锅口径φ300mm，厚1mm，用水刷去外侧表面黑泥灰，烘干后置于500℃氢氧化钠溶液里，以除去外侧表层石墨，浸2分钟后用清水洗去氢氧化钠液，再用5%盐酸浸一下除去残留铁锈，冷水冲一下浸入3%的CrO₃溶液中1～2分钟，取出后置于侧1所采用镀铝液中750℃保温1分半钟，取出用冲气橡皮管吹去残液，镀层总厚度为0.14mm，其中渗入的FeAl₃合金层厚约50微米。

实施例4，18-8型（1Cr18Ni9）不锈钢板100×0.75×200mm，按上几例方法除油浸入3%HCl和3%CrO₃的溶液中约1～2分钟取出后烘干并浸入780℃上述例中的铝液里，2分钟取出，表面镀有一层厚约0.12mm铝层，其中合金化合物厚约32微米。

Claims

1、钢材和铸铁件的热浸镀铝新工艺，包括待镀铝工件的表面预处理，一定温度和时间里在盛铝合金液的坩锅中镀铝及镀铝后工件的表面处理等过程，其特征在镀铝合金液中添加铈、镓、铟三元抗氧化合金，其中铈0.03%～0.04%，镓0.001%～0.002%，铟0.002%～0.003%。

2、根据权利要求1所述的工艺，其特征在于加入的铈、镓、铟三元抗氧化合金中铈也可由混合稀土金属元素ReCe-45或ReCe-48取代，含量不变。

3、根据权利要求1所述的工艺，其特征在于镀铝用坩锅内衬涂有耐铝浸蚀层，涂料成分为石墨粉20%，碳化硅粉10%，水玻璃20%和水50%;坩锅外侧热浸镀铝30分钟。

4、根据权利要求1所述的工艺，其特征在对铸铁件表面预处理时，采用碱溶法。烘碱为NaOH或KOH，温度为450℃～500℃，时间为2～4分钟。