CN1425796A - 一种粉末包埋渗铝剂以及包埋渗铝方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种粉末包埋渗铝剂以及包埋渗铝方法。粉末包埋渗铝剂为一种组合物，其组分和重量百分比含量包括：铝粉，2～10％；铁粉，5～10％；氯化铵，0.5～2.5％；氧化铝，82～86％。本发明的方法包括如下步骤：将渗铝剂充分混合均匀后与需要进行渗铝处理的钢或铁共置于密封的渗罐中，加热至650～1100℃保温2～8小时。测试结果表明，经上述处理后的钢或铁的渗铝层表面组成主要为FeAl相和Fe3Al相，铝含量为50～23％at。本发明的渗铝剂以及渗铝方法，渗层质量好，工艺简单，所要求的设备也很简单，成本低廉，操作容易，能够方便地控制渗铝层表面的铝含量，便于工业化实施。
Description
技术领域
本发明涉及一种包埋渗铝方法，特别涉及一种渗铝剂以及采用该渗铝剂进行包埋渗铝的方法。
背景技术
金属，如钢或铁的粉末包埋渗铝是目前工业中应用很广泛的一种工艺，具有设备简单、成本低廉等优点。但是，渗铝涂层表面铝含量不易控制，若渗层表面铝含量太高，则渗层脆性大，使用中渗铝层易剥落；若渗铝层含铝量太低，则抗高温腐蚀性能不好。均达不到使用要求，故渗铝层的含铝量应控制在适当的范围内。
渗铝层表面含铝量的高低与渗剂成份及处理工艺有关，钢件表面渗铝后，含铝量从外向里逐渐减少，由于含铝量不同，生成的化合物也不同，从铁-铝平衡相图可知，这些化合物依次为：Al3Fe、Al5Fe2、FeAl、Fe3Al。目前，以铝粉为供铝剂的固体粉末包埋法渗铝，易出现渗剂粘结于工件表面，且渗铝层表面铝含量高，易出现脆性大的Al3Fe、Al5Fe2相。以铁铝粉为供铝剂的固体粉末包埋法渗铝，虽然克服了渗铝剂粘结在工件表面上的不足，但渗剂中铁铝粉用量较多，增加了渗铝的成本，且渗铝层表面铝含量不易控制。
总而言之，目前的包埋渗铝的方法难以控制渗层表面铝含量，不能满足有关部门的需要。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是公开一种粉末包埋渗铝剂以及采用该渗铝剂的包埋渗铝方法，以克服现有技术存在的上述缺陷，满足有关部门的需要。
本发明的技术方案：
本发明的粉末包埋渗铝剂为一种组合物，其组分和重量百分比含量包括：
铝粉(Al) 2～10％
铁粉(Fe) 5～10％
氯化铵(NH4Cl) 0.5～2.5％
氧化铝(Al2O3) 82～86％
所说的铝粉、铁粉、氯化铵和氧化铝可优选采用80～220目的粉末状颗粒。
采用上述的渗铝剂可方便地对钢和铁的表面进行渗铝处理，本发明的渗铝方法包括如下步骤：
将所述及的渗铝剂充分混合均匀后与需要进行渗铝处理的钢或铁共置于密封的渗罐中，首先加热至650～850℃保温1～3小时，然后加热至900～1100℃保温1～8小时。
采用X射线衍射仪对处理结果进行测试，结果表明，经上述处理后的钢或铁的渗铝层表面组成主要为FeAl相和Fe3Al相，铝含量为50～23％at，其形成的氧化膜较为稳定，能够达到防止金属被氧化的目的。
按照本发明，只要调整渗剂中含铝量和含铁量的比例，以及改变加热温度，就可控制渗层表面铝含量。
由此可见，本发明的渗铝剂以及渗铝方法，能够方便地控制渗铝层表面的铝含量，工艺简单，操作容易，便于工业化实施。
具体实施方式
实施例1
渗铝剂组成(重量)：
10％铝粉(Al，180目)，5％铁粉(Fe，220目)，2％氯化铵(NH4Cl)，83％氧化铝(Al2O3，180目)；
处理工艺：将渗剂充分混合均匀后与试样共置于用无缝不锈钢管焊制成的渗罐中密封，在SX2-2.5-12型箱式电炉中进行渗铝处理。首先加热至780℃保温2小时，然后加热至1000℃保温6小时。
处理结果：经上述处理后的20钢渗铝层表面组成主要为FeAl相，其中，铝含量为50％at。
实施例2
渗铝剂组成：
2％铝粉(Al，180目)，10％铁粉(Fe，220目)，2.5％氯化铵(NH4Cl)，85.5％氧化铝(Al2O3，180目)。
处理工艺：将渗剂充分混合均匀后与试样共置于用无缝不锈钢管焊制成的渗罐中密封，在SX2-2.5-12型箱式电炉中进行渗铝处理。首先加热至780℃保温2小时，然后加热至1020℃保温8小时。
处理结果：经上述处理后的20钢渗铝层表面组成主要为Fe3Al相，其中，铝含量为25％at。
实施例3
渗铝剂组成(重量)：
8％铝粉(Al，180目)，4％铁粉(Fe，220目)，2％氯化铵(NH4Cl)，86％氧化铝(Al2O3，180目)；
处理工艺：将渗剂充分混合均匀后与试样共置于用无缝不锈钢管焊制成的渗罐中密封，在SX2-2.5-12型箱式电炉中进行渗铝处理。首先加热至780℃保温3小时，然后加热至1000℃保温4小时。
处理结果：经上述处理后的HK40钢渗铝层表面组成主要为NiAl相，其中，铝含量为50％at。
Claims (4)
1.一种粉末包埋渗铝剂，其特征在于，组分和重量百分比含量包括：
铝粉(Al) 2～10％
铁粉(Fe) 5～10％
氯化铵(NH4Cl) 0.5～2.5％
氧化铝(Al2O3) 82～86％。
2.根据权利要求1所述的渗铝剂，其特征在于，所说的铝粉、铁粉、氯化铵和氧化铝为用180～220目的粉末状颗粒。
3.一种采用权利要求1或2所述的渗铝剂对钢或和铁的表面进行渗铝的方法，其特征在于包括如下步骤：
将所述及的渗铝剂充分混合均匀后与需要进行渗铝处理的钢或铁工件共置于密封的渗罐中，在650～1100℃的条件下进行渗铝处理。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于首先加热至650～850℃保温1～3小时，然后加热至900～1100℃保温1～8小时。
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