[发明专利]稀土-铝合金热浸渗铝

说明书

热浸渗铝是钢材表面防蚀手段之一，其设备简单，易于上马，主要应用于钢板，钢管，钢丝及金属构件，稀土-铝合金热浸渗铝与热浸渗铝相比，可成倍提高原钢材的耐热性，耐蚀性，

根据手检专利证实，还未见有稀土-铝合金热浸渗铝配方、

具体稀土-铝合金热浸渗铝工艺及配方如下，

1、稀土-铝合金热浸渗铝工艺流程

2、电解除油配方

氢氧化钠    100～150克/升

碳酸钠    30～50克/升

水玻璃    5～10克/升

电压10～20伏 电流密度 j＝0.8～1.5安/厘米²

电解除油时，工件为阴极、电解槽壁为阳极、时间、温度、可根据材质、规格大小进行调解。

3、电解除锈助镀配方

氯化钠    100～200克/升

氯化氢    30～60毫升/升

锌粒    6.5～19.5克/升

电压 10～25伏 电流密度 j＝0.8～2.0安/厘米²

钢材表面经电解除油，清水冲洗后，钢材表面还有轻微的碳膜、氧化皮、所以、还必须进行酸洗、除锈。酸洗后的钢材表面很容易氧化，形成氧化铁薄膜，因此、要助镀一层保护膜、在钢材表面形成一薄层防止酸洗后氧化的镀锌层，

电解除锈助镀配方是稀土-铝合金配方发明的又一发明，

电解除锈助镀是在电解槽中，使钢材渗铝中的二道工序一次完成，即简化了工序，又提高了工作效率，

电解除锈助镀时，工件采用阳极，电解槽壁采用阴极进行除锈。助镀时、工件采用阴极，电解槽壁采用阳极处理，工作时，只需变换正、负极开关，时间、温度可根据钢材材质、型号、规格适当调正、

经电解除锈助镀处理的钢材必须在200℃左右温度中充分干燥，以防钢材进入铝液时崩溅产生漏镀缺陷、

4、热浸铝熔液配方

本发明的稀土-铝合金熔融铝液成份是0.02%～1%稀土钇1%～4%硅，其余为铝的熔液。

已知稀土在铝中的扩散系数很小，在钢和铝中的固溶度也很小，稀土的扩散主要是沿晶界相界偏聚，加入稀土可阻止渗层铝由于不断地向基体扩散使表层含铝量下降，这一点对浸镀层的耐热性，耐蚀性是有好处的，另外，稀土之所以可使柱状晶η相减少并固化是和η相（Fe₂A15）晶体C轴空位可能被原子半径较大且为表面活性元素的稀土溶入有关。显然η相的改善对渗层塑性和粘附性有利，加入硅是为了增加铝液流动性。

熔剂保护

在高温下，铝的活性很强，极易氧化生成氧化铝，所以要采用熔盐保护，具体配方如下、

85NaC1+15Na3A1F6

充分搅拌后，在200℃下烘干，撒在熔融铝液表面、

钢材浸入稀土-铝合金熔液后，保留一段时间，迅速从熔融铝液中提出，缓慢冷却至室温即可。

稀土-铝合金热浸渗铝钢材检验结果如下

一、稀土元素对渗层深度的影响

本试验采用金相法对渗层深度进行了测定，如表1所示

900℃高温扩散以及970℃高温间断氧化试验结果：毫米可以看出、稀土有减缓渗层的作用、加稀土最终层厚1.15mm、不加稀土最终可达1.30mm。

二、高温氧化试验结果如表2所示

不同渗层抗高温氧化速率比较（克/米².小时）

可以看出，稀土对浸镀层的抗氧化性能有极佳作用，表2为10号钢试样，970℃高温氧化后失重的相对结果，

三、腐蚀试验结果如表3所示，采用10号钢试样，120小时，65%HNO3溶液浸泡后失重的相对结果

表3 不同渗层的耐蚀性（克/米².小时）

从表3中可以看出、加入稀土的浸镀试样失重较小，而不加稀土的浸镀试样失重较大。

钢料经稀土-铝合金热浸渗铝后，可代替耐热钢不锈耐酸钢在工业、民用广泛利用。

如英国列勒特和福克斯哈尔汽车厂以及美国福特汽车厂用于渗铝件的生产已多年。日本用于生产镀铝钢丝，

国内有些厂家正在研究和开发这一新产品，以镀铝钢材、钢管替换化工、燃料、造纸、锅炉、公共设施等方面的耐热件、耐蚀件。