[发明专利]一种表面覆铝的钢材、铁基工件及其覆铝方法

权利要求书

1、一种表面覆铝的钢材、铁基工件及其覆铝的方法；其特征是将钢材、工件做除油除锈净化处理，置入真空镀膜设备(真空蒸发镀膜设备、真空溅射镀膜设备、真空离子镀膜设备、等已公知的设备均可使用)的真空室内，在钢材、工件的表面镀一层纯铝金属薄膜，再进一步使铁基材中的Fe元素与铝薄膜中的Al元素在铝、铁界面间相互扩散渗透，使纯铝薄膜的外表面氧化，生成致密的氧化铝(Al₂O₃)层，从而在铁基材上从外到内形成为Al₂O₃、纯铝金属、铁铝金属间化物(Fe₂Al₅)、铁铝固溶体、铁基材的多层次渐化过渡的覆层结构。

2、权利要求1中所述的覆铝钢材、工件；其特征是纯铝金属膜中铝元素含量不少于98％。通常情况下，纯铝为工业纯铝。

3、权利要求1中所述的覆铝钢材、工件；其特征是纯铝金属膜中含有不少于0.05％的稀土元素。

4、权利要求1及2中所述的覆铝钢材、工件；其特征是铁基材表面单位面积的铝附着量为：Q_M＝50～250克/米²。

5、权利要求1中所述铝薄膜外表面氧化及铝铁间扩散渗透方法；其特征是将真空镀铝后的钢材、工件置于自然环境中，使铝薄膜外表面氧化，并使铁、铝元素相互扩散渗透。

6、权利要求1中所述的铝薄膜外表面氧化及铝铁间扩散渗透方法；其特征是将真空镀铝后的钢材、工件置于加热炉(电加热炉、燃煤炉、燃气炉、燃油炉、中频或高频电磁感应加热设备均可使用)中加热，温度升到80～660℃的任一点，同时使钢材、工件与空气或含氧气体相接触，然后使钢材、工件冷却。

7、权利要求6中所述的中频或高频电磁感应加热设备；其特征是该设备的电磁感应线圈的形状与被加热工件的表面形状相吻合。

8、权利要求1中所述的纯铝金属膜的外表面氧化方法；其特征是在真空镀膜的最后，即铝膜料停止喷发，真空室仍然处于真空时，关闭抽气阀，打开充气阀，向真空室内充入氧气(大于10^-1帕)。

9、权利要求1中所述的铝金属膜的外表面氧化方法；其特征对于溅射镀膜和离子镀膜来说是在镀铝的最后，即铝膜料停止喷发时，打开充气阀，向真空室内充入氧气(10^-1～10²帕)，然后再次使真空室内产生辉光放电，使铝膜料再次溅射，在工件表面覆盖一层Al₂O₃。

10、权利要求1中所述的真空蒸发镀膜设备、真空溅射镀膜设备及真空离子镀膜设备；其特征是真空室的壁上设置有可让超长工件穿过的孔及密封结构，密封结构由真空室的壁上加工出的密封面及可与工件横断面周边形状密切吻合、又可与密封面紧密配合的密封件构成。