[发明专利]固体粉末渗铝方法

说明书

本发明属于金属表面化学热处理方法。

渗铝钢具有耐高温氧化，抗高温硫化氢，二氧化硫等腐蚀的能力，并且有优良的耐磨性和耐渗碳性，它可以部分地代替耐热，耐腐蚀合金钢的生产和应用。

在现有渗铝法中。固体粉末渗铝法工艺及设备简单，原材料来源广泛，易于推广和应用。

该方法的技术关键是研制性能优良的渗铝剂。CN85105026A中，渗铝剂的成分为：铝粉、碱金属氟化物、氧化铝和铸铁屑。日昭60-92464中，使用铝烯土元素合金，卤化物活性剂惰性粉末为渗铝剂。

CN85105026A渗铝剂中使用了铸铁屑废料，虽然来源容易、价格低廉，但由于渗铝剂各组分密度差异较大，难于混合均匀，可能对渗层的均匀性和铝含量带来不利的影响。此外，物料比重大，吊装箱体困难。

日昭60-92464中使用铝稀土合金，虽然能提高渗层抗氧化性、耐腐蚀性能，但需制备铝稀土元素合金，过程复杂。

本发明的目的是克服上述渗铝方法的缺点，提供一种新的渗铝剂，可以控制渗层铝含量、厚度及表面硬度，提高整个工件渗层的均匀性，并降低加工成本。

本发明的特征是：渗铝剂由铝粉、卤化物催渗剂、调节剂、红砖粉和氧化铝所组成。渗铝箱安装有单向缓冲阀。

渗铝剂的配方重量百分比为：1～4%铝粉（74-420μm）+0.1～3%红砖粉（74-420μm）+0.5～3%卤化物催渗剂+98.4～90%底料，其中，底料配方重量百分比为：15～25%铝粉（74-420μm）+25～50%红砖粉（74-420μm）+60～25%氧化铝。操作时将钢制工件放入渗铝箱内加热进行渗铝。渗铝温度为800～1050℃，时间为1～6小时，根据所需渗层厚度而定。工件渗铝后，降温出炉。

附图图1是本发明的渗铝箱的结构图。其中包括：底盖[1]、箱体[2]、导气管[3]及单向缓冲阀[4]。图2是单向缓冲阀结构图。单向缓冲阀由排料口[5]、储料室[6]、密封槽[7]、控压盖[8]、排气口[9]和进料进气口[10]所组成。

渗铝箱入炉前，将适量的低熔点金属，例如锡或铅放在密封槽内，渗铝时，箱内产生的高温气体，经导气管[3]和密封槽[7]排出。同时，高温下低熔点金属熔融，形成融熔金属密封。

综上所述，本发明与CN85105026A相比，具有如下优点：

一、本发明为铝粉渗铝，渗铝剂各组分密度比较接近，容易混合均匀，能保证渗铝层的铝含量和渗层均匀。

二、本发明通过添加红砖粉，可以较理想地控制铝含量，并且可以控制较薄渗铝工件的硬度。

三、本发明通过调节渗铝温度和时间，可以满足渗层厚度的不同要求。

四、本发明工件受热均匀，能有效地控制工件的变形。

五、本发明渗铝箱密封性能好，外部空气不易进入，可避免渗铝剂的烧损与活性表面氧化。

六、高温下渗剂膨胀，箱内多余渗剂进入单向缓冲阀[4]的储料室[6]内，可以防止渗箱胀裂。

七、渗铝剂密度小，吊装渗箱容易，适于加工大工件。

实施例：

1、工件为2250×500×1.5毫米钢制格利希填料，表面有黄色锈层，局部带油。渗铝剂配方重量百分比为：2%铝粉（149Um）+1.5%红砖粉+1.0%氯化铵催渗剂+95.5%底料，其中底料为：20%铝粉（149μm）+30%红砖粉（149μm）+50%氧化铝。渗铝温度980℃，时间为3小时，渗层厚度0.35毫米，表面显微硬度2770MPa，渗层铝含量35%，表面显银灰色，渗层光滑致密。

2、工件为400×100×0.2毫米碳钢波纹填料，表面有锈斑。渗铝剂配方重量百分比同实施例1，但催渗剂为氟化铵。渗铝温度为920℃，时间为1小时。渗层厚度为0.03毫米，渗层光亮。