CN1974835A - 铁基粉末冶金件的表面处理方法 - Google Patents

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陈刚
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Abstract

对铁基粉末冶金件进行通常的除油(脂)、除锈处理，然后对工件进行水煮，以消除除油除锈过程可能残存在工件内部的清洗液。水煮后的工件，根据镀层成分要求采用不同的热浸镀助液进行浸泡或涂刷。浸泡一定时间或涂刷完毕后将粉末冶金件取出。工件烘干后可浸入相应的金属液体当中，根据镀层厚度要求浸镀10s到2min，，以获得热浸镀层。

Description

铁基粉末冶金件的表面处理方法
技术领域
本发明涉及一种铁基粉末冶金件的表面处理方法。具体地讲，本发明涉及采用热镀技术对铁基粉末冶金件进行表面处理的方法。
背景技术
粉末冶金技术可以有效提高产品性能、减少机械加工、降低成本、节约能源等具有较大优势，能够生产形状复杂、尺寸精确、价格便宜的产品。因此粉末冶金产品广泛应用于汽车、摩托车工业及其它相关行业中。在粉末冶金产品中铁基粉末冶金产品占据了最大比例。粉末冶金件中一般含有10％～30％的孔隙，油类、杂质容易渗入孔隙中，难以用常规去油工艺去除，给表面处理带来不少困难。铁基粉末冶金件的表面处理的主要方法是表面电镀或化学镀锡、镍等，由于粉末冶金件中存在细小的孔隙，这些孔隙会吸收镀液，影响镀后的表面质量，同时由于镀液在零件内部的存在，也会对零件产生腐蚀作用，影响零件的使用寿命。为了保证镀层质量，目前的技术是在镀前进行封孔处理，已经得到应用的方法有机械封闭(抛光)、固体填充封闭(浸硬脂酸锌、浸石蜡等)、液体封闭(重铬酸钾钝化液封闭)、蒸汽封闭(水蒸汽、有机硅封闭)等。采用上述封闭方法后，镀层质量有一定提高，但也不同程度地存在适用性差、污染镀液、生产成本高、工艺复杂等弊端。同时，这样的封孔方法还存在硬底低、耐蚀性差、气密性差等缺陷。
发明内容
本发明提出采用热镀技术对铁基粉末冶金件进行表面处理的方法，可以很好地解决上述问题，有利于铁基粉末冶金件，特别是高性能要求的铁基粉末冶金件的表面防护。
本发明提出一种采用热镀技术对铁基粉末冶金件进行表面处理的方法。具体而言为对铁基粉末冶金件进行常规的除油(脂)、除锈处理，然后对经上述处理的工件进行水煮，以消除除油除锈过程残存在工件内部的清洗液。水煮后的工件，根据镀层成分要求的不同选择不同的热浸镀助液进行浸泡或涂刷，例如在铁基粉末冶金件的表面热浸镀锌或铝时，热浸镀助液可以分别选择质量百分比为20～40％氯化锌氯化铵混合水溶液和6～8％的氟锆酸钾水溶液，氯化锌氯化铵混合水溶液中氯化锌和氯化铵的质量比为1∶3。根据镀层成分要求，浸泡不同时间或直接涂刷后，将粉末冶金件在不同温度下烘干。如在铁基粉末冶金件的表面热浸镀锌，工件在氯化锌氯化铵混合水溶液中浸泡2～10分钟或直接涂刷后，在150～180℃烘干20～30分钟；而在热浸镀铝时，则在氟锆酸钾水溶液中浸泡2～10分钟或直接涂刷后，并在350～450℃烘干20～30分钟。工件烘干后浸入相应的金属液体当中，根据镀层厚度要求浸镀10s到2min，获得热浸镀层。
本发明具有如下优点：
1、由于是对铁基粉末冶金件进行热浸镀，且浸镀前要对工件进行烘干，因此彻底避免了工件内部包含浸镀液的问题。
2、对铁基致密材料进行热浸镀锌和热浸镀铝都是成熟技术，因此本发明在技术上可行性强，且工艺简便。
3、在热浸镀过程中，还可以通过原子的扩散、液体的微区流动等过程，使粉末冶金件的内部孔隙得到一定程度的填充，提高了粉末冶金件的致密度。
4、热浸镀后的粉末冶金件，表面完整性好，有利于对工件进行进一步表面处理。
附图说明
图1为无浸镀层的铁基粉末冶金件的光学显微镜照片
图2热浸镀锌后的铁基粉末冶金件的光学显微镜照片
图3为热浸镀铝后的铁基粉末冶金件的光学显微镜照片
具体实施方式
对铁基粉末冶金件，采用的热镀技术以热浸镀锌和热浸镀铝为主，根据需要也可以进行热浸锡等处理。热镀技术的基本原理就是通过适当的热浸镀助液对铁基粉末冶金件进行浸泡或涂刷，烘干后浸入相应的金属熔体中，即可获得热浸镀层。因此本发明不局限于下面的实施例。
实施例1
对铁基粉末冶金件进行400℃烘干半小时除油(脂)，然后采用20％(质量百分数，下同)的盐酸溶液进行除锈处理，除锈后用冷水清洗。对经上述处理的工件水煮10分钟，消除除油除锈过程可能残存在工件内部的清洗液。水煮后的工件采用25％的ZnCl2与NH4Cl的混合溶液进行浸泡，其中ZnCl2与NH4Cl的质量比为1∶3，浸泡2分钟后将粉末冶金件取出在180℃烘干20分钟。工件烘干后即可浸入纯锌液体当中，工件在纯锌液体中浸镀1分钟，获得30微米厚的热浸镀锌层。经金相分析，热浸镀锌后的粉末冶金件的显微孔隙明显减少，同时密度提高1％。
实施例2
采用碱性洗涤剂对铁基粉末冶金件进行除油(脂)，然后采用20％的盐酸溶液进行除锈处理，除锈后用冷水清洗。对经上述处理的工件水煮10分钟，消除除油除锈过程可能残存在工件内部的清洗液。水煮后的工件采用35％的ZnCl2与NH4Cl的混合溶液进行浸泡，其中ZnCl2与NH4Cl的质量比为1∶3，浸泡2分钟后将粉末冶金件取出在150℃烘干30分钟。工件烘干后即可浸入纯锌液体当中，工件在纯锌液体中浸镀2分钟，获得90微米厚的热浸镀锌层。经金相分析，热浸镀锌后的粉末冶金件的显微孔隙明显减少，同时密度提高1.6％。图1为无浸镀层的铁基粉末冶金件的光学显微镜照片，图2为热浸镀锌后的铁基粉末冶金件的光学显微镜照片；从图中可以看出(b)中的孔隙明显减少。
实施例3
对铁基粉末冶金件进行350℃烘干半小时除油(脂)，然后采用20％的盐酸溶液进行除锈处理，除锈后用冷水清洗。对经上述处理的工件水煮10分钟，消除除油除锈过程可能残存在工件内部的清洗液。水煮后的工件采用8％的氟锆酸钾水溶液进行涂刷后将粉末冶金件取出在350℃烘干30分钟。工件烘干后即可浸入纯铝液体当中，工件在纯铝液体中浸镀1分钟，获得30微米厚的热浸镀铝层。经金相分析，热浸镀铝后的粉末冶金件的显微孔隙明显减少，同时密度提高0.8％。
实施例4
采用NaOH水溶液对铁基粉末冶金件进行除油(脂)，然后采用20％的盐酸溶液进行除锈处理，除锈后用冷水清洗。对经上述处理的工件水煮10分钟，消除除油除锈过程可能残存在工件内部的清洗液。水煮后的工件采用6％的氟锆酸钾水溶液进行涂刷，涂刷完毕后将粉末冶金件取出在450℃烘干20分钟。工件烘干后即可浸入纯铝液体当中，工件在纯铝液体中浸镀2分钟，获得80微米厚的热浸镀铝层。经金相分析，热浸镀铝后的粉末冶金件的显微孔隙明显减少，同时密度提高1.4％。图2为热浸镀铝后的粉末冶金件的光学显微镜照片。从图中可以看出热浸镀铝后孔隙也明显减少。

Claims (3)

1、铁基粉末冶金件的表面处理方法，其特征在于：对铁基粉末冶金件进行常规的除油(脂)、除锈处理，然后对经上述处理的工件进行水煮；水煮后的工件，根据镀层成分要求的不同选择不同的热浸镀助液进行浸泡或直接涂刷，浸泡或直接涂刷后，将粉末冶金件烘干，工件烘干后浸入相应的金属液体当中，根据镀层厚度要求浸镀10s到2min，获得热浸镀层。
2、根据权利要求1所述的铁基粉末冶金件的表面处理方法，其特征在于：在铁基粉末冶金件的表面热浸镀锌或铝时，热浸镀助液分别选择选择20～40％氯化锌氯化铵混合水溶液或氟锆酸钾水溶液，氯化锌和氯化铵的质量比为1∶3。
3、根据权利要求1所述的铁基粉末冶金件的表面处理方法，其特征在于：。在铁基粉末冶金件的表面热浸镀锌，工件在氯化锌氯化铵混合水溶液中浸泡2～10分钟或直接涂刷后，在150～180℃烘干20～30分钟；在热浸镀铝时，则在氟锆酸钾水溶液中浸泡2～10分钟或直接涂刷后，在350～450℃烘干20～30分钟。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102615285A (zh) * 2012-03-23 2012-08-01 兴城市粉末冶金有限公司 一种车用粉末冶金abs齿圈处理方法
CN104368818A (zh) * 2014-10-24 2015-02-25 苏州莱特复合材料有限公司 一种铁基粉末冶金材料的电镀工艺
CN106222596A (zh) * 2016-08-31 2016-12-14 浙江海力股份有限公司 一种环保型热浸镀锌无酸洗工艺
CN113909471A (zh) * 2021-11-18 2022-01-11 中国航发北京航空材料研究院 一种二氧化锆包覆铁粉的包覆溶液及处理方法

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