CN107419208A - 一种铸钢工件的表面镀锌处理工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种铸钢工件的表面镀锌处理工艺,包括如下步骤:(1)退火处理、(2)去油处理、(3)喷丸处理、(4)热浸镀锌处理。本发明对铸钢工件的热浸镀锌处理工艺进行了特殊的改进处理,有效提升了镀锌层在铸钢工件表面上的附着固定强度,制得的镀锌层具有很好的耐磨、耐腐特性,明显提升了铸钢工件的使用寿命和品质,具有很好的推广价值。

Description

一种铸钢工件的表面镀锌处理工艺
技术领域
[0001] 本发明属于铸钢材料的加工处理技术领域,具体涉及一种铸钢工件的表面镀锌处 理工艺。
背景技术
[0002] 为了改善铸钢工件的表面的耐腐、耐磨、寿命等特性,需要对其进行表面改性处 理。热浸镀锌工艺是现有常用的一种表面改性处理方法,具体工艺是将工件浸入450~480°C 高温熔融状态的锌溶液中,使熔融锌浸润覆盖在工件表面,形成保护层。但该工艺对热浸锌 前去油处理要求很高,浸镀前工件表面应无一点油污。而多数铸钢工件的内部结构较为疏 松,机械加工生产时有大量的机油或润滑油浸入工件内部,常规的溶剂等方法除油,只能除 去表面的油污,由于工件放入热浸镀锌槽中的时间极短,工件内部的机油等不能通过高温 镀锌溶液逼出燃烧除尽,在使用时当工件内部深层的油污涌出,就会残留在工件表面,高 温的锌溶液就不能很好的附着形成镀锌保护层,造成工件的报废。对此人们对现有的工艺 进行了不断的改进处理,如申请号为201210593337.9公开了一种轨道梁铸钢支座表面热浸 镀锌处理工艺,通过在热浸镀锌前对工件进行燃烧加热去油处理来消除工件内的油类成 分,虽然取得了不错的效果,但其加热处理时间过长,最终制成的镀锌层的品质仍需进一步 改善。
发明内容
[0003] 本发明的目的是针对现有的问题,提供了一种铸钢工件的表面镀锌处理工艺。
[0004] 本发明是通过以下技术方案实现的: 一种铸钢工件的表面镀锌处理工艺,包括如下步骤: (1) 退火处理: 将铸钢工件放入到退火炉内进行退火处理,完成后取出备用; (2) 去油处理: 将步骤(1)处理后的铸钢工件放入到密闭罐内,先将密闭罐内的温度升至220~240°C, 压力增至1.2〜1.4MPa,保温保压处理8〜IOmin后快速卸温卸压,然后向密闭罐内通入燃烧介 质燃烧加热对铸钢工件进行去油处理,期间控制加热的温度为350~370°C,保温燃烧处理30 〜40min后取出备用; (3) 喷丸处理: 将步骤(2)处理后的铸钢工件放入到喷丸机内进行喷丸处理,完成后取出备用; (4) 热浸镀锌处理: 将步骤(3)处理后的铸钢工件浸入到高温熔融状态的锌溶液中,浸泡镀锌处理Imin后 取出。
[0005] 进一步的,步骤⑵中所述的快速卸温卸压处理是在IOs内将密闭罐内的温度和压 力降至常温常压。
[0006] 进一步的,步骤(2)中所述的燃烧介质为天然气。
[0007] 进一步的,步骤(3)中所述的喷丸处理所选择的喷丸介质是金刚砂,其颗粒大小为 100目,喷砂处理时空气的压力为0.8〜l.OMPa,喷嘴与铸钢工件的距离为90~100mm,喷射的 角度为80~90°。
[0008] 进一步的,步骤(4)中所述的高温熔融状态的锌溶液温度为460~480°C,所述锌溶 液中还含有质量分数为8〜10%的纳米二氧化硅。
[0009] 本发明对铸钢工件的热浸镀锌处理工艺进行了特殊的改进处理,其中先进行退火 处理消除加工制造中的残存应力,然后对工件进行去油处理,对铸钢工件进行高温高压处 理后再快速的进行卸温卸压,能有效促进了铸钢工件内的油类成分的渗出,从而有效的缩 短了燃烧去油处理的时长和效果,接着又进行了喷丸处理,其能在铸钢工件表面产生大量 的微坑,提升了表面的粗糙度,增加了锌层与铸钢工件的接触表面积,提升了附着力,同时 喷丸处理又能细化铸钢表面组织的晶粒大小,匀化并增强了表层的致密性,从而降低了工 件内部残留的油类成分的渗出,进而提升了镀锌层的性能和寿命,最后进行的热浸镀锌处 理中,向锌溶液中添加了一定质量的纳米二氧化硅颗粒成分,其能填充于喷丸处理后铸钢 工件表层组织的微坑、微缝中,因任何处理工艺均不可能完全的将铸钢工件内的残留油类 成分消除,所以在工件的使用过程中,不可避免的会有少量油类成分渗出,此时纳米二氧化 硅颗粒成分会对其进行吸附固定,防止其对锌层的破坏,同时又有部分纳米二氧化硅填充 于锌层内,共同提升了锌层的吸附、耐磨、耐腐等特性。
[0010] 本发明相比现有技术具有以下优点: 本发明对铸钢工件的热浸镀锌处理工艺进行了特殊的改进处理,有效提升了镀锌层在 铸钢工件表面上的附着固定强度,制得的镀锌层具有很好的耐磨、耐腐特性,明显提升了铸 钢工件的使用寿命和品质,具有很好的推广价值。
具体实施方式 [0011] 实施例1 一种铸钢工件的表面镀锌处理工艺,包括如下步骤: (1) 退火处理: 将铸钢工件放入到退火炉内进行退火处理,完成后取出备用; (2) 去油处理: 将步骤(1)处理后的铸钢工件放入到密闭罐内,先将密闭罐内的温度升至220°C,压力 增至1.2MPa,保温保压处理Smin后快速卸温卸压,然后向密闭罐内通入燃烧介质燃烧加热 对铸钢工件进行去油处理,期间控制加热的温度为350°C,保温燃烧处理30min后取出备用; (3) 喷丸处理: 将步骤(2)处理后的铸钢工件放入到喷丸机内进行喷丸处理,完成后取出备用; (4) 热浸镀锌处理: 将步骤(3)处理后的铸钢工件浸入到高温熔融状态的锌溶液中,浸泡镀锌处理Imin后 取出。
[0012] 进一步的,步骤(2)中所述的快速卸温卸压处理是在IOs内将密闭罐内的温度和压 力降至常温常压。
[0013] 进一步的,步骤(2)中所述的燃烧介质为天然气。
[0014] 进一步的,步骤(3)中所述的喷丸处理所选择的喷丸介质是金刚砂,其颗粒大小为 100目,喷砂处理时空气的压力为0.8MPa,喷嘴与铸钢工件的距离为90mm,喷射的角度为80~ 90。。
[0015] 进一步的,步骤(4)中所述的高温熔融状态的锌溶液温度为460°C,所述锌溶液中 还含有质量分数为8%的纳米二氧化硅。
[0016] 实施例2 一种铸钢工件的表面镀锌处理工艺,包括如下步骤: (1) 退火处理: 将铸钢工件放入到退火炉内进行退火处理,完成后取出备用; (2) 去油处理: 将步骤(1)处理后的铸钢工件放入到密闭罐内,先将密闭罐内的温度升至230°C,压力 增至1.3MPa,保温保压处理9min后快速卸温卸压,然后向密闭罐内通入燃烧介质燃烧加热 对铸钢工件进行去油处理,期间控制加热的温度为360°C,保温燃烧处理35min后取出备用; (3) 喷丸处理: 将步骤(2)处理后的铸钢工件放入到喷丸机内进行喷丸处理,完成后取出备用; (4) 热浸镀锌处理: 将步骤(3)处理后的铸钢工件浸入到高温熔融状态的锌溶液中,浸泡镀锌处理Imin后 取出。
[0017] 进一步的,步骤⑵中所述的快速卸温卸压处理是在IOs内将密闭罐内的温度和压 力降至常温常压。
[0018] 进一步的,步骤(2)中所述的燃烧介质为天然气。
[0019] 进一步的,步骤(3)中所述的喷丸处理所选择的喷丸介质是金刚砂,其颗粒大小为 100目,喷砂处理时空气的压力为0.9MPa,喷嘴与铸钢工件的距离为95mm,喷射的角度为80~ 90。。
[0020] 进一步的,步骤(4)中所述的高温熔融状态的锌溶液温度为470°C,所述锌溶液中 还含有质量分数为9%的纳米二氧化硅。
[0021] 实施例3 一种铸钢工件的表面镀锌处理工艺,包括如下步骤: (1) 退火处理: 将铸钢工件放入到退火炉内进行退火处理,完成后取出备用; (2) 去油处理: 将步骤(1)处理后的铸钢工件放入到密闭罐内,先将密闭罐内的温度升至240°C,压力 增至1.4MPa,保温保压处理IOmin后快速卸温卸压,然后向密闭罐内通入燃烧介质燃烧加热 对铸钢工件进行去油处理,期间控制加热的温度为370°C,保温燃烧处理40min后取出备用; (3) 喷丸处理: 将步骤(2)处理后的铸钢工件放入到喷丸机内进行喷丸处理,完成后取出备用; (4) 热浸镀锌处理: 将步骤(3)处理后的铸钢工件浸入到高温熔融状态的锌溶液中,浸泡镀锌处理Imin后 取出。
[0022] 进一步的,步骤⑵中所述的快速卸温卸压处理是在IOs内将密闭罐内的温度和压 力降至常温常压。
[0023] 进一步的,步骤(2)中所述的燃烧介质为天然气。
[0024] 进一步的,步骤(3)中所述的喷丸处理所选择的喷丸介质是金刚砂,其颗粒大小为 100目,喷砂处理时空气的压力为I. OMPa,喷嘴与铸钢工件的距离为100mm,喷射的角度为 90。。
[0025] 进一步的,步骤(4)中所述的高温熔融状态的锌溶液温度为480°C,所述锌溶液中 还含有质量分数为10%的纳米二氧化硅。
[0026] 对比实施例1 本对比实施例1与实施例2相比,在步骤(2)去油处理中省去将铸钢工件放入到密闭罐 内进行升温升压、降温降压的处理操作,直接进行燃烧加热去油处理,除此外的方法步骤均 相同。
[0027] 对比实施例2 本对比实施例2与实施例2相比,省去步骤(3)喷丸处理操作,除此外的方法步骤均相 同。
[0028] 对比实施例3 本对比实施例3与实施例2相比,省去步骤(4)热浸镀锌处理锌溶液中的纳米二氧化硅 成分,除此外的方法步骤均相同。
[0029] 对照组 申请号为201210593337.9公开了的一种轨道梁铸钢支座表面热浸镀锌处理工艺的方 法。
[0030] 为了对比本发明效果,选用同一批次型号的铸钢材料,将其加工成相同规格的板 材试样(长宽高分别为:20cmX IOcmX lcm),然后放入到机油中浸泡处理IOh后取出,沥干表 面机油后再用棉纱擦拭一遍后,再分别用上述实施例2、对比实施例1、对比实施例2、对比实 施例3、对照组所述的方法进行镀锌处理,完成后对各组处理后的试样进行性能测试,具体 对比数据如下表1所示: 表1_
Figure CN107419208AD00061
注:上表1中所述的耐应力腐蚀时长参照GB/T17898-1999进行测试。
[0031] 由上表1可以看出,本发明处理方法能有效的改善镀锌层的品质,其对铸钢工件的 固定保护效果提升,对应的耐腐特性和镀锌层的硬度特性均有很好的增强,使用价值较高, 使用寿命可延长30%以上。

Claims (5)

1. 一种铸钢工件的表面镀锌处理工艺,其特征在于,包括如下步骤: (1) 退火处理: 将铸钢工件放入到退火炉内进行退火处理,完成后取出备用; (2) 去油处理: 将步骤(1)处理后的铸钢工件放入到密闭罐内,先将密闭罐内的温度升至220〜240°C, 压力增至1.2〜1.4MPa,保温保压处理8〜IOmin后快速卸温卸压,然后向密闭罐内通入燃烧介 质燃烧加热对铸钢工件进行去油处理,期间控制加热的温度为350〜370 °C,保温燃烧处理30 〜40min后取出备用; (3) 喷丸处理: 将步骤(2)处理后的铸钢工件放入到喷丸机内进行喷丸处理,完成后取出备用; (4) 热浸镀锌处理: 将步骤(3)处理后的铸钢工件浸入到高温熔融状态的锌溶液中,浸泡镀锌处理Imin后 取出。
2. 根据权利要求1所述的一种铸钢工件的表面镀锌处理工艺,其特征在于,步骤(2)中 所述的快速卸温卸压处理是在IOs内将密闭罐内的温度和压力降至常温常压。
3. 根据权利要求1所述的一种铸钢工件的表面镀锌处理工艺,其特征在于,步骤(2)中 所述的燃烧介质为天然气。
4. 根据权利要求1所述的一种铸钢工件的表面镀锌处理工艺,其特征在于,步骤(3)中 所述的喷丸处理所选择的喷丸介质是金刚砂,其颗粒大小为100目,喷砂处理时空气的压力 为0.8〜I. OMPa,喷嘴与铸钢工件的距离为90〜100mm,喷射的角度为80〜90°。
5. 根据权利要求1所述的一种铸钢工件的表面镀锌处理工艺,其特征在于,步骤(4)中 所述的高温熔融状态的锌溶液温度为460〜480 °C,所述锌溶液中还含有质量分数为8〜10%的 纳米二氧化娃。
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