CN1330167A - 粉末渗锌金属的加工方法及其产品 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种粉末渗锌金属的加工方法,包括金属制件的前处理、金属制件的渗锌过程及金属制件的后处理,其特点是:金属制件的渗锌是将前处理过的金属制件、锌粉及各种渗剂置于一渗锌缸内,将渗锌缸密封后,再将放入渗锌炉腔体内的渗锌缸抽真空,由传动机构带动渗锌缸转动,同时,由热风加热炉向渗锌炉腔体内送热风,对渗锌缸进行加热,渗锌缸翻转,使渗锌缸内的金属制件受热均匀,当达到预定的渗锌最高温度时,需恒温一段时间,在金属制件表面形成渗锌层,使锌原子渗透铁原子内,然后冷却,冷却至一定温度后,将渗锌的金属制件从渗锌炉腔体取出,以备后处理。其防腐渗锌层牢固、均匀、耐磨,防腐效果好,使用寿命长,便于推广应用。

Description

粉末渗锌金属的加工方法及其产品
                      技术领域
本发明属于金属材料表面防腐耐磨处理工艺，具体说是一种粉末渗锌金属的加工方法及其产品。
                     背景技术
现有的金属制件表面一般不进行处理，很容易腐蚀，使用寿命也很短。为提高防腐能力，延长使用寿命，多采用电镀、喷塑、油漆等方式，在金属制件表面形成一层较薄的防腐层，未能与金属内部结合为一体。其防腐层较薄且不均匀，与金属的附着力不牢，表面硬度较差，防腐效果不好，使用寿命较短。而不锈钢型材防腐效果虽好，但其造价太高，机械性能较差，应用范围局限，不适合大面积推广应用。
                     发明内容
本发明针对现有技术的不足而提供一种粉末渗锌金属的加工方法及其产品，其防腐渗锌层牢固、均匀，耐磨性好，硬度高，防腐效果好，使用寿命长，加工方便，成本较低。
本发明的技术方案为：一种粉末渗锌金属的加工方法，包括金属制件的前处理、金属制件的渗锌过程及金属制件的后处理，其特征在于金属制件的渗锌是将前处理过的金属制件、锌粉及各种渗剂置于一渗锌缸内，将渗锌缸密封后，再将放入渗锌炉腔体内的渗锌缸抽真空，由传动机构带动渗锌缸转动，同时，由热风加热炉向渗锌炉腔体内送热风，对渗锌缸进行加热，渗锌缸翻转，使渗锌缸内的金属制件受热均匀，当达到预定的渗锌最高温度时，需恒温一段时间，在金属制件表面形成渗锌层，使锌原子渗透铁原子内，然后冷却，冷却至一定温度后，将渗锌的金属制件从渗锌炉腔体取出，以备后处理。
所述的升温时间为1-3小时，温度为300℃-450℃；恒温时间为1-4小时，温度为300℃-450℃；冷却降温时间为1-3小时，温度降为40℃-80℃；锌粉及各种渗剂的配比为：锌粉与金属制件重量比为1∶20-30，石英砂与金属制件的重量比为1∶3-5，添加NH4Cl 0-3％。
所述的锌粉规格为250-325目，纯度97％以上，石英砂规格为3-8目。
所述的金属制件的前处理包括：除油、除锈、清洁、活化、烘干，除油：是用水基清洗剂除油；除锈：水基法酸洗和手工除锈，抛丸除锈，除锈后的金属制件表面清洁度要达到6-8级，除油、除锈如用水基溶液清洗后需要烘干，并要用纯净风吹干，不得超过200℃；活化：金属制件除油除锈后，涂以活化剂，并从NH4Cl、Al4Cl3、ZnO、AlO、NH4HF、NF4F中选择催化剂。
所述的金属的后处理主要是纯化：纯化膜结构式为：Cr2O3·CrO3·XH2O，纯化层是六价铬变为三价铬，超低铬纯化膜组成为：发白粉WX-2、醋酸CH3COOH，ml/L，在空气中5-15秒，在溶液中2-4秒。
所述的超低铬纯化所用的材料比例为：络酸酐1.2-1.7g/L、硫酸钾0.4-0.5g/L、氯化钠0.2-0.3g/L、硝酸0.5ml/L、醋酸(36％)4-6ml/L、锌粉0.1g/L，温度为室温，纯化时间为3-5秒。
一种用粉末渗锌金属加工方法制成的粉末渗锌金属制件，包括基体及基体表面的防腐层，其特征在于所述的防腐层为渗锌层。
所述的渗锌层为三层结构，由外至内为纯锌层、锌铁合金层、铁锌合金层。
所述的渗锌层厚度为10μm-160μm。
所述的金属制件主要包括：螺纹钢、槽钢、角钢、工字钢、钢管、圆钢、钢钉。
1、本发明采用渗锌工艺加工金属制件，将前处理过的制件、锌粉及各种渗剂置于一渗锌缸内，对其加热，加热到一定温度时，活性锌原子由表及里地扩散进入金属制件内部，同时，铁原子由里及表向外扩散，这种反应扩散的结果，使得金属制件表面形成一层锌/铁金属化合物，即渗锌层，加工方便，成本较低，便于推广应用。
2、本发明防腐渗锌层是由不同锌/铁比例化合物组成的三层结构，由外至内为纯锌层、锌铁合金层、铁锌合金层。其防腐层牢固、均匀，耐磨性好，硬度高，防腐效果好，使用寿命延长1倍以上。
3、本发明通过除油、除锈、清洁、活化、烘干前处理加工后，使金属制件达到有关标准，保证渗锌效果。
4、本发明通过纯化处理渗锌层，抗腐蚀性提高8-10倍。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细描述：
本发明粉末渗锌金属制件的加工方法，主要包括金属制件的前处理、金属制件的渗锌及金属制件的后处理。
所述的金属制件的前处理包括：除油、除锈、清洁、活化、烘干，除油：是用水基清洗剂除油；除锈：水基法酸洗和手工除锈，抛丸除锈，除锈后的金属制件表面清洁度要达到6-8级，除油、除锈如用水基溶液清洗后需要烘干，并要用纯净风吹干，不得超过200℃；活化：渗锌金属除油除锈后，涂以活化剂，并从NH4Cl、Al4Cl3、ZnO、AlO、NH4HF、NF4F中选择催化剂。活化后需烘干，但不能超过60℃，以保持金属制件表面的活化膜。
所述的金属制件为螺纹钢或型钢的渗锌过程：将前处理过的金属制件、锌粉及各种渗剂置于一渗锌缸内，其中，锌粉及渗剂的配比为：锌粉97％-99％，NH4Cl 1％-3％，锌粉与金属制件重量比为1∶25，石英砂与金属制件的重量比为1∶4。将渗锌缸密封上，再将放入渗锌炉腔体内的渗锌缸抽真空，由传动机构带动渗锌缸转动，同时，由热风加热炉向渗锌炉腔体内送热风使渗锌缸加热2小时，渗锌缸不断翻转，使渗锌缸内的金属制件受热均匀，当达到预定的最高温度(400℃左右)时，需恒温2-3小时。冷却降温时间为2小时，冷却至60℃以下，在金属制件表面形成渗锌层，再将表面渗锌的金属制件从渗锌缸内取出，以备后处理。
渗锌加工铜制件时，锌粉规格为325目，含水不超过1％，锌粉占渗剂用量的50％-75％，氧化铝(或氧化锌)占渗剂用量的24％-49％，氯化铵0.5％-1％，石英砂与铜制件的重量比为1∶3。
渗锌加工钢铁制件时，锌粉规格为325目，含水不超过1％，锌粉占渗剂用量的50％，氧化铝占渗剂用量的30％，氧化锌占渗剂用量的20％，石英砂与钢铁制件的重量比为1∶3。
所述的金属的后处理主要是纯化：纯化膜结构式为：Cr2O3·CrO3·XH2O，纯化层是六价铬变为三价铬，超低铬纯化膜组成为：发白粉WX-2、醋酸CH3COOH，ml/L，在空气中5-15秒，在溶液中2-4秒。
所述的超低铬纯化所用的材料比例为：络酸酐1.2-1.7g/L、硫酸钾0.4-0.5g/L、氯化钠0.2-0.3g/L、硝酸0.5ml/L、醋酸(36％)4-6ml/L、锌粉0.1g/L，温度为室温，纯化时间为3-5秒。
纯化完成后，再用水洗，干燥后，在60℃烘干，此过程称为老化，有很好的抗腐蚀性。
采用本发明方法可加工的很多金属制件，如：螺纹钢、槽钢、角钢、工字钢、钢管、圆钢、钢钉等型钢或五金件，上述金属制件加工后，在其基体表面形成渗锌防腐层，渗锌防腐层为三层结构，由外至内为纯锌层、锌铁合金层、铁锌合金层，渗锌防腐层厚度为10μm-160μm。

Claims (10)

1、一种粉末渗锌金属的加工方法，包括金属制件的前处理、金属制件的渗锌过程及金属制件的后处理，其特征在于金属制件的渗锌是将前处理过的金属制件、锌粉及各种渗剂置于一渗锌缸内，将渗锌缸密封后，再将放入渗锌炉腔体内的渗锌缸抽真空，由传动机构带动渗锌缸转动，同时，由热风加热炉向渗锌炉腔体内送热风，对渗锌缸进行加热，渗锌缸翻转，使渗锌缸内的金属制件受热均匀，当达到预定的渗锌最高温度时，需恒温一段时间，在金属制件表面形成渗锌层，使锌原子渗透铁原子内，然后冷却，冷却至一定温度后，将渗锌的金属制件从渗锌炉腔体取出，以备后处理。
2、按照权利要求1所述的粉末渗锌金属的加工方法，其特征在于所述的升温时间为1-3小时，温度为300℃-450℃；恒温时间为1-4小时，温度为300℃-450℃；冷却降温时间为1-3小时，温度降为40℃-80℃；锌粉及各种渗剂的配比为：锌粉与金属制件重量比为1∶20-30，石英砂与金属制件的重量比为1∶3-5，添加NH4Cl 0-3％。
3、按照权利要求1或2所述的粉末渗锌金属的加工方法，其特征在于所述的锌粉规格为250-325目，纯度97％以上，石英砂规格为3-8目。
4、按照权利要求1或2所述的粉末渗锌金属的加工方法，其特征在于所述的金属制件的前处理包括：除油、除锈、清洁、活化、烘干，除油：是用水基清洗剂除油；除锈：水基法酸洗和手工除锈，抛丸除锈，除锈后的金属制件表面清洁度要达到6-8级，除油、除锈如用水基溶液清洗后需要烘干，并要用纯净风吹干，不得超过200℃；活化：金属制件除油除锈后，涂以活化剂，并从NH4Cl、Al4Cl3、ZnO、AlO、NH4HF、NF4F中选择催化剂。
5、按照权利要求1或2所述的粉末渗锌金属的加工方法，其特征在于所述的金属的后处理主要是纯化：纯化膜结构式为：Cr2O3·CrO3·XH2O，纯化层是六价铬变为三价铬，超低铬纯化膜组成为：发白粉WX-2、醋酸CH3COOH，ml/L，在空气中5-15秒，在溶液中2-4秒。
6、按照权利要求5所述的粉末渗锌金属的加工方法，其特征在于所述的超低铬纯化所用的材料比例为：络酸酐1.2-1.7g/L、硫酸钾O.4-0.5g/L、氯化钠0.2-0.3g/L、硝酸0.5ml/L、醋酸(36％)4-6ml/L、锌粉0.1g/L，温度为室温，纯化时间为3-5秒。
7、一种用粉末渗锌金属加工方法制成的粉末渗锌金属制件，包括基体及基体表面的防腐层，其特征在于所述的防腐层为渗锌层。
8、按照权利要求7所述的粉末渗锌金属加工方法制成的粉末渗锌金属制件，其特征在于所述的渗锌层为三层结构，由外至内为纯锌层、锌铁合金层、铁锌合金层。
9、按照权利要求7或8所述的粉末渗锌金属加工方法制成的粉末渗锌金属制件，其特征在于所述的渗锌层厚度为10μm-160μm。
10、按照权利要求7或8所述的粉末渗锌金属加工方法制成的粉末渗锌金属制件，其特征在于所述的金属制件主要包括：螺纹钢、槽钢、角钢、工字钢、钢管、圆钢、钢钉。
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