[发明专利]一种重复利用性能优异的粉末渗锌剂的使用方法

说明书

【技术领域】

本发明属于钢铁表面化学热处理技术领域，具体涉及一种重复利用性能优异的粉末渗锌剂的使用方法。

【背景技术】

室外钢结构及紧固件、高速公路护栏、桥梁，水暖器具、建筑五金、汽车、工程机械等钢铁零部件，粉末冶金制品以及化工、海洋、冶金、发电等工程中使用的钢铁零部件，常常需要耐腐蚀防护层。锌是钢铁件表面防护中最常使用的化学元素：热浸镀锌层，厚度一般在15-130μm，构件平面与边角镀层厚度有明显差别，均匀性差，不易控制；电镀锌层，厚度一般在5-25μm，平面镀层均匀性好，但构件内部空腔的镀层薄，且有时无镀层；热喷涂锌层，厚度一般为84-300μm，也可厚达3mm，厚度均匀性差，致密性低；粉末渗锌层，厚度只取决于渗锌剂、加热温度与保温时间等工艺参数，与构件的形状和位置基本无关，当处理带有螺纹、凹槽和内孔等复杂形状的钢铁件时，渗锌层的厚度几乎相同，一般厚度可以在10-100μm之间选择，通过调整保温时间准确控制在某一厚度值附近。

粉末渗锌，是将粉末渗锌剂与钢铁件共置于密封容器中，加热到400℃左右，使活性锌原子由钢铁件的表面向内部渗透，在其表层形成均匀的锌铁合金层的工艺方法。相对于其他方法，粉末渗锌的锌消耗量低、节省原材料；生产过程无污染，劳动条件好；生产设备简单，使用和维修成本低。粉末渗锌在钢铁件表面形成的锌铁合金层具有耐腐蚀性强、硬度高、耐磨损、抗划伤、涂覆性能好等优点。

腐蚀、锈蚀是钢铁材料的天敌。据估算，世界钢产量约有十分之一损耗于腐蚀、锈蚀。实践证明，在海洋大气、恶劣的工业大气等多种环境下，渗锌层的耐蚀性优于热镀锌、电镀锌和不锈钢。渗锌层表面维氏硬度可以达到250-400，而热镀锌、电镀锌钢铁件表面为纯锌，镀层维氏硬度仅为70左右，因此渗锌与热镀锌和电镀锌相比，钢铁件的表面耐磨性和抗擦伤性能好得多。在一般情况下，渗锌生产的前处理只采用抛丸机除锈清油，且用布袋除尘。粉末渗锌技术为锌的固体渗，没有锌蒸气产生，工件与粉末渗锌剂又在密闭的器具中进行渗透和分离，对周围环境没有污染。据测算，热镀锌钢铁件吨产品的锌消耗量为100公斤左右，而粉末渗锌仅为30公斤左右，只占热镀锌的30％。另外，也没有锌锅腐蚀这一热镀锌的老大难问题。渗锌产品的渗锌层均匀，且与油漆的结合力为一级，涂漆后能实现复合防护，其耐腐蚀性均优于热镀锌、电镀锌和单一渗锌层。经渗锌处理的钢材制件不影响材料的力学性能。渗锌处理的温度比热镀锌低100-280℃，此温度下吸入钢基体的氢原子已扩散逸出。因此在应用中没有氢脆的危害，也能避免弹簧等一些高强度件因处理温度高造成力学性能下降的弊端。所以，粉末渗锌有广阔的应用前景。

但是，现有的粉末渗锌剂及其应用工艺需要的渗锌时间长；锌铁合金层的耐腐蚀性能还可以进一步提高；钢铁件表面粘结有渗锌剂，需要清理；用过的粉末渗锌剂结块，不便于回收再利用。

【发明内容】

本发明要解决的技术问题是提供一种重复利用性能优异的粉末渗锌剂的使用方法，以解决现有渗锌剂活性低、渗速慢，形成的渗锌层厚度小，使用中不够节能等问题。本发明的渗锌剂活性高，渗速快，重复利用性能优异，与制件结合强度高，硬度高，耐磨、耐蚀性能强，外观优异；本发明的使用方法简单，方便实施。

为了解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种重复利用性能优异的粉末渗锌剂的使用方法，包括以下步骤：

(1)将重复利用性能优异的粉末渗锌剂与欲渗锌的制件装入滚筒式加热炉的陶瓷内衬筒里，加盖密封；

(2)将步骤(1)滚筒式加热炉转动，升温至350-370℃；

(3)控制温度为350-370℃，增加超声波，超声波的功率为160-200W，将滚筒式加热炉转速从1r/min升至80r/min，再降速至1r/min，如此循环升降；

(4)粉末渗锌15-18min后，缓慢冷却至室温，停炉取出制件。

进一步地，步骤(1)中所述重复利用性能优异的粉末渗锌剂，以重量份为单位，包括以下原料：锌粉60-100份、海泡石粉2-6份、铝粉3-5份、氧化铝粉1-2份、镁粉1-3份、钴粉0.6-2份、铅粉0.4-1.5份、硬脂酸铝粉0.8-1.4份、氮化硼粉0.2-0.5份、二氧化硅粉0.5-1份、石墨烯粉0.6-1.2份、强化剂0.1-0.3份、分散剂0.2-0.4份、调节剂0.3-0.6份、活化剂0.8-1.2份、催渗剂0.6-0.9份、稳定剂0.3-0.6份。

优选地，所述二氧化硅粉颗粒的直径1-10μm。

优选地，所述石墨烯粉颗粒的直径1-100nm。