CN1228482A - 一种钢件表面铁铬硅涂层制备技术 - Google Patents

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Abstract

本发明将普通碳钢表层转化成富铬、硅合金层,具有极好的耐高温、耐腐蚀和耐磨损性能,一般可提高耐腐蚀、耐磨性能3～8倍以上。由于涂层最终是通过原子热扩散而形成的,因此涂层与基材之间具有很好的结合力,不易剥落。施加涂层处理过程不损害钢件原有的力学性能。此外,本技术采用的电镀铬和热扩散粉末包埋渗硅工艺都是常规成熟的,成本低廉,工艺简单,对被处理的工件尺寸基本不受限制,易于推广。本技术可应用于电站锅炉、炼油、石化等工业设备的高温部件结构材料,提高工件使用寿命,降低生产成本。

Description

一种钢件表面铁铬硅涂层制备技术
本发明涉及一种钢件表面耐高温、耐腐蚀、耐磨损的铁铬硅涂层制备技术。属于材料工程表面改性领域。
目前的铁铬硅铸钢具有良好的耐高温、耐腐蚀和耐颗粒冲刷性。但是该铸钢有室温脆性较大，难加工的缺陷。国外正在研究发展一种化学气相沉积方法，将钢件表面转化成铁铬硅层的新技术，但尚处于研究实验阶段，未成熟，且该技术有工艺复杂，成本高和不适用于大尺寸工件的缺点。
本发明的目的是提供一种在普通碳钢件表面制备耐高温、耐腐蚀、寻磨损的铁铬硅涂层的技术。为发展钢件表面改性处理提供一种新技术。
本发明的目的是这样实现的：将经除锈除油处理过的钢件先用传统电镀方法在其表面镀铬，再用传统的热扩散粉末包埋法进行渗硅处理。鉴于铬与硅在铁中均有相当的固溶度，在粉末包埋渗硅处理过程中，通过铬和硅向钢件基体的热扩散，使其表层转化成铁铬硅合金层。渗层厚度和层内铬、硅含量可通过热扩散温度、处理时间以及预电镀铬层厚度来控制。
本发明的具体实施由以下实施例及其附图给出。
图1是根据本发明提出的一种钢件表面耐高温、耐腐蚀、耐磨损的铁铬硅涂层制备技术的流程方框图；图2是普通碳钢上铁铬硅涂层结构形貌；图3是普通碳钢上铁铬硅涂层成分分布。
下面结合附图详细说明本发明的实施情况。
本发明以普通碳钢为基材，实施铁硌硅涂层制备技术的工艺流程见附图1，普通碳钢基材经放有10％盐酸的除锈除油装置1，进行除锈除油予处理后，再经电镀铬装置2，其中电镀液配方是CrO3为160g/l；H2SO4为1.6g/l；Cr3+为2.4g/l，温度为60℃；电流密度为35A/dm2，镀铬层厚度为20～40μm，再经渗硅装置3，其中粒度200目的硅粉为30％，活化剂配方为NH3CI为2％,SiO2为68％，温度为900℃到1100℃，且保温1～3小时，所得的铁铬硅涂层厚度为100～300μm。层内平均铬重量百分含量为20～35％，硅重量百分含量为2～3％，所得涂层的表现为光亮的银白色，其横断面结构形貌见附图2，铁铬硅涂层4扩散带5和普通碳钢基材6，它基本呈单相铁素体组织，层中有一成分逐步过渡的扩散带5，铁铬硅涂层4与普通碳钢基材6结合良好。铁铬硅涂层层内成分分布见图3，用增重法对比测定未加涂层和施加了铁铬硅涂层的普通碳钢在700℃空气中的氧化速率分别为7.2×10-4g/m.s和1.4×10-6g/m.s。
本发明将普通碳钢表层转化成富铬、硅合金层，具有极好的耐高温、耐属蚀和耐磨损性能，一般可提高耐腐蚀、耐磨性能3～8倍以上。由于涂层最终是通过原子热扩散形成的，因此涂层与基材之间具有很好的结合力，不易剥落。施加涂层处理过程不损害钢件原有的力学性能。此外，本技术采用的电镀铬和热扩散粉末包埋渗硅工艺都是常规成熟的，成本低廉，工艺简单，对被处理工件的尺寸基本不受限制，易于推广。本技术可应用于电站锅炉、炼油、石化等工业设备的高温部件结构材料，提高工件使用寿命，降低生产成本。

Claims (3)

1．一种由钢件表面铁铬硅涂层制备技术，其特征在于：普通碳钢基材经电镀铬装置2、渗硅装置3得到铁铬硅涂层。
2．按权利要求所述1的一种钢件表面铁铬硅涂层制备技术其特征在于：电镀液配方是CrO3为160g/l；H2SO4为1.6g/l；Cr3+为2.4g/l，温度为60℃；电流密度为35A/dm2，镀铬层厚度为20～40μm。
3．按权利要求1所述的一种钢件表面铁铬硅涂层制备技术，其特征在于：粒度200目的硅粉为30％，活化剂配方为NH3CI为2％,SiO2为68％，温度为900℃到1100℃，且保温1～3小时，所得的铁铬硅涂层厚度为100～300μm。层内平均铬重量百分含量为20～35％，硅重量百分含量为2～3％。
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