[发明专利]一种基于表面塑性变形预处理渗铬工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于表面塑性变形预处理渗铬工艺，属于金属零件的表面处理技术领域。

背景技术

为了改善金属材料表面的耐磨、抗氧化和耐腐蚀性能，一般采用两种方法，一是整体合金化，二是表面改性处理。整体合金化增加制造成本，而表面改性处理通过扩散渗入元素Cr、Al、Si等元素，可在金属表面获得具有一定厚度的、耐磨、抗氧化和耐腐蚀性能优越的涂层。

渗铬层因具有硬度高、耐蚀性、耐磨性好和抗高温氧化性的优良特点，广泛应用于各种材料。目前在金属表面比较成熟的渗铬常用方法有：（1）固体粉末渗铬；（2）等离子渗铬；（3）盐浴渗铬等。渗铬前，待渗零件常采用除油、除锈的前处理以除处表面的油污和锈蚀，得到干净的表面，然后进行渗铬。从现有研究和工程应用情况看，经上述表面预处理后渗铬，在较低温度下渗铬，待渗零件表面获得的渗铬层厚度较薄。

为了增加渗铬层的厚度和改善渗层的均匀性，通过采用提高渗铬温度、渗铬剂中添加稀土或稀土氧化物来增加了渗铬层厚度，但采用高温渗铬，将会降低待渗零件的基体强度，而渗铬剂中添加稀土氧化物，添加量较难控制，过多或不足都将产生不利影响。本发明公开了一种基于表面塑性变形预处理渗铬工艺，将待渗零件在一定压力和时间内，对表面进行喷砂处理，水洗、烘干、浆料涂覆，进行渗铬，得到较厚的渗铬层。

发明内容

目的：为了克服现有技术的不足，针对现有金属材料表面在较低温度下渗铬层厚度较薄的问题，本发明提供一种基于表面塑性变形预处理渗铬工艺，将待渗零件在一定压力和时间内，对表面进行喷砂处理，水洗、烘干、浆料涂覆，进行渗铬，得到较厚的渗铬层。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种基于表面塑性变形预处理渗铬工艺，其特征在于，包括以下步骤：

A）金属零件表面塑性变形处理；

B）超声波清洗；

C）浆料涂覆；

D）烘干装炉；

E）渗铬、炉冷。

所述的一种基于表面塑性变形预处理渗铬工艺，其特征在于：步骤A）金属零件表面塑性变形处理是指：在压力为3-4大气压下，将金属零件表面喷砂4-6 min，喷砂的砂子粒径在5-10μm。

所述的一种基于表面塑性变形预处理渗铬工艺，其特征在于：步骤B）超声波清洗是指：以去离子水为清洗剂，超声波清洗2-4min。

所述的一种基于表面塑性变形预处理渗铬工艺，其特征在于：步骤C）浆料涂覆是指：将粘结剂蛋清加入已混合均匀的渗铬剂粉末中，搅拌均匀后，调制成膏状；均匀的涂覆在待渗金属零件的表面。

所述的一种基于表面塑性变形预处理渗铬工艺，其特征在于：渗铬剂的各组分质量百分比为：Cr₂O₃ 30-35%；铝粉 20-25%；Al₂O₃35-40%；NHCl₄5-10%。

烘干装炉、渗铬、炉冷是指：将表面涂覆渗铬剂的金属零件放入真空热处理炉中，用纯度为99.9%的氮气洗炉3次，然后通入压力为0.5个大气压的氮气，进行渗铬处理，保温到一定时间后随炉冷却。

作为优选方案，所述的一种基于表面塑性变形预处理渗铬工艺，其特征在于：渗铬处理是在800℃下保温3 h。

所述的一种基于表面塑性变形预处理渗铬工艺，其特征在于：经基于表面塑性变形预处理渗铬工艺处理后，金属零件表面获得厚度达30μm以上的渗铬层。

有益效果：本发明提供的一种基于表面塑性变形预处理渗铬工艺，基于渗铬前的待渗零件表面的喷砂预处理，利用喷砂处理去除待渗零件表面的锈蚀产物，粗化表面，增加表面积，同时减少了酸洗、碱洗工序，减少了生产对环境的污染；通过表面喷砂处理后渗铬，制备的渗铬厚度显著增加。相比于现有技术，具有以下优点：（1）本发明由于在渗铬前，采用了喷砂预处理，增加了待渗零件的表面粗糙度，增加了表面积；省略了常规预处理过程中的碱洗、酸洗工序；（2）渗铬的温度较低，不会降低待渗零件的基体强度；（3）本发明制备的渗铬层，具有层厚、厚度均匀的优点。

附图说明

图1为本发明工艺制备的渗铬层的示意图；

图2为现有技术经过酸洗、碱洗处理后渗铬层；

图3为本发明中经过喷砂处理后的金属零件的表面。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。