[发明专利]一种固体渗铝渗剂用氧化铝粉及其加工方法及应用该氧化铝粉的渗剂的渗铝工艺

说明书

技术领域

本发明属于固体渗铝技术领域，具体涉及一种固体渗铝渗剂用氧化铝粉及应用该氧化铝粉渗剂的渗铝工艺。

背景技术

固体渗铝是将工件包埋于粉状的渗铝剂中，加热到奥氏体状态，在催渗剂的作用下进行化学反应，从而达到表面渗铝的过程，渗铝剂包括铝粉、填充剂和催化剂，填充剂通常用氧化铝粉，填充剂选择不当，经常会出现工件表面产生粘接、气带以及颜色不均匀等问题，导致产品不能正常交付，需要进行返工，甚至报废；根据固体渗铝的特点，本发明通过大量的试验，摸索出填充剂的化学成分、组成相比例、粒度以及安息角等最佳指标，采用该填充剂进行渗铝，可以彻底解决工件表面出现的粘接、气带以及颜色不均匀等缺陷。

发明内容

本发明创造的目的是提供一种固体渗铝渗剂用氧化铝粉，选用该氧化铝粉作为固体渗铝的填充剂，可以完全排除由于填充剂引起的渗铝缺陷。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种固体渗铝渗剂用氧化铝粉，以重量百分比计，所述氧化铝粉选用工业I级的氧化铝粉，氧化铝粉中氧化钠含量≤0.55％，氧化铝粉中α-Al₂O₃含量≥80％，氧化铝粉粒度在100～320目之间，氧化铝粉的安息角θ≤35°。

一种固体渗铝渗剂用氧化铝粉的加工方法，包括以下步骤：

1)以重量百分比计，选用氧化钠含量≤0.55％的工业I级氧化铝粉；

2)将步骤1)中氧化铝粉置入窑炉中进行煅烧，煅烧温度为1250±20℃，煅烧时间为5～6个小时，以重量百分比计，得到α-Al₂O₃含量≥80％的氧化铝粉；

3)将步骤2)中得到的氧化铝粉置入标准筛子内，并放置在振动机上，进行筛选，筛选完毕后得到氧化铝粉的粒度在100～320目之间，同时，氧化铝粉的安息角θ≤35°。

所述标准筛子包括设置在顶层的盖子，和设置在底层的托盘，以及依次设置在盖子和托盘之间的100目筛子和320目筛子。

所述步骤3)的筛选时间为10～15分钟。

一种应用上述氧化铝粉的渗剂的渗铝工艺，包括以下步骤：

1)对待渗铝工件进行吹砂、清洗、防护；

2)配料：将纯铝粉、氟化钠、氟化氢钾、氯化铵和作为填充剂的氧化铝混合后放入搅拌机搅拌均匀，形成渗剂；

3)装盘：在托盘放入25±5mm厚的渗剂，然后放上工件，再盖上25±5mm厚的渗剂，轻轻捣实，谨防出现空隙，并将托盘放在料架上；

4)装炉：将料架装入炉膛的渗罐里；

5)排气：用氩气净化渗罐，流量155升/分，排气时间不少于2小时；

6)渗铝：将炉膛预热到870～880℃后，将渗罐装入炉膛内并将炉膛温度上升到890±10℃，工件在炉内总时间9h～9.5h；

7)冷却：渗铝结束后，将渗罐调出放入冷却筒中，通氩气进行冷却不少于8小时，流量为155升/分；

8)拆罐：待渗罐冷却后，将工件从渗罐内拆除；

9)清理：用毛刷清理工件表面附着的粉末和防护物，再用清洁的压缩空气吹净工件内外表面上的粉末；

10)清洗：将工件浸入到60～70℃、25±5g/L的氧化钠和6.25±1g/L的葡萄糖酸钠混合溶液中超生波清洗10～12分钟；再侵入到25±5g/L的氢氧化钠和6.25±1g/L的葡萄糖酸钠混合溶液中超生波清洗10～12分钟；最后在清洁的冷水和热水中各冲洗4～5分钟，用清洁的压缩空气吹干；

11)检验：在试片上检查渗铝层厚度，以及工件外观颜色；

12)扩散：将工件在真空状态下870℃保温16小时，通氩气冷却到80℃以下；

13)终检：检查所有工艺过程和外观。

所述步骤2)中搅拌时间为1.5h。

本发明的氧化铝粉选用工业Ⅰ级氧化铝粉，氧化钠含量低，避免了渗铝速度低，渗层外观容易发蓝，易出现气带和粘结的情况，通过大量试验得出在1250℃的温度下经过5～6小时煅烧，γ-Al₂O₃逐渐转变成α-Al₂O₃，以重量百分比计，氧化铝粉中α-Al₂O₃含量≥80％，能够加快渗铝速度，避免出现气带现象，通过标准筛子筛选后得到氧化铝粒度在100～320目之间氧化铝粉，此时氧化铝的安息角θ≤35°，安息角较小，流动性好，流动性越好的氧化铝，其配制成的渗剂铝层完整性和均匀性越好，减少了气带和粘结现象。

附图说明