[发明专利]一种钢铁制件低温下多元合金扩散防腐处理工艺

说明书

本发明公开了一种钢铁制件低温下多元合金扩散防腐处理工艺，主要步骤如下：工件碳化除油→抛丸除锈→工件、多元渗剂、防粘结剂、加速扩散剂装扩散罐(滚筒)→抽真空到工艺参数设→渗锌(升温、恒温、冷却)→震动分离筛分离→水洗→钝化→水洗→干燥→检验。本发明根据需要厚度可控制在15—110微米范围内，扩散层非常均匀，厚度偏差不应大于该件扩散层平均厚度的10％，对复杂的部件、无论是螺纹、内壁或凹槽，厚度几乎相同，对带螺纹，有配合要求的工件，扩散层厚度在15～50um之间不需附加间隙，可保证其互换性，解决了紧固件公差配合问题，提高了紧固作用。

技术领域

本发明属于金属防腐处理工艺技术领域，具体地说属于在低温(250℃—409℃)环境下将多元合金(锌、镍、铝、铬、稀土等)扩散到钢铁件表面，形成多元合金扩散防腐层，以达到大大改善和提高钢铁制件的抗腐蚀、抗氧化及耐磨损性能，又基本不改变工件力学性能的防腐处理工艺，更具体地说，尤其涉及一种钢铁制件低温下多元合金扩散防腐处理工艺。

背景技术

目前高铁、轨道交通设备、螺栓、道钉、轨道扣件和接触网金具等安装在露天环境中，风吹日晒雨淋，严寒、高温、雨水、风沙、严重空气污染、特别是酸雨地区工作条件恶劣，现有的防腐蚀工艺、方法不能满足产品的要求，尤其我国高速铁路快速发展的今天，对轨道设备防腐性能提出了更高的要求。钢筋混凝土结构的桥梁同样存在腐蚀问题。其原因主要有冰冻破坏、化学腐蚀、钢筋锈蚀和碱性混凝土反应等，特别是由于湿度、温度、O₂、SO₂H₂S等腐蚀性介质的作用会导致钢筋锈蚀，进而破坏混凝土结构。针对高铁、轨道交通设备现有的防腐措施主要有电镀锌、冷镀锌、涂涂防腐漆或防腐涂料、粉末涂装、涂装达克罗、氮化、热镀锌、热机械镀锌(粉末渗锌)。

电镀锌和冷镀锌工艺产生大量污染大的废水，而且治理难度大，费用高，构件还会产生清脆。耐腐蚀寿命短。不适合防腐年限要求20年以上，又有强度要求的构件，这两种工艺不适合。氮化硬度高耐磨，结合好，但耐蚀性能不够。

涂达克罗、粉末涂装、喷涂防腐漆或防腐涂料，这些工艺制作的防腐层结合力较差，耐磨、耐磕碰、耐划伤性能比较差。涂油漆的耐蚀效果差；粉末涂装涂层结合不好，易剥落；涂达克罗的耐蚀效果很好，但涂层薄而软，不耐磨；热浸镀锌(热镀锌)工艺加工工艺温度高(450-600℃)，热镀锌可以获得厚镀层，该工艺制作防腐层防腐年限能达到20年以上，但因其工艺温度较高，因退火造成构件强度和弹性的下降问题，同时对于对紧固件热镀锌有镀前附加间隙，镀层厚度难以控制。表面质量不高，易结瘤，尤其是螺纹件沟槽易被填平而不能使用，同时热镀锌污染严重，能耗大。

热机械镀锌(粉末渗锌)，采用了原子渗透扩散原理，将渗剂与钢铁制件置于渗锌炉中加热到410—440℃，活性锌原子会由表及里地扩散进入钢铁制件内部；同时也存在铁原子由里向外扩散。这种反应扩散的结果，使得钢铁制件表面形成一层锌铁合金层，加工工艺温度高一般要达到410—440℃，保温时间需较长，同时该工艺因炉内含有大量空气(氧气)、水份、会导致锌粉表面氧化、造成锌粉粘接；同时导致锌粉与工件迅速氧化，形成氧化膜，会阻碍锌原子向工件内扩散。另外对于部分中碳弹簧钢、结构钢采用淬火+回火进行热处理强化的工件(如制作高铁弹条的圆钢材质为60Si2Mn，其常用回火温度为380℃，采用该工艺就会降低弹条的力学性能，其他高强度钢、弹簧钢、合金钢在采用该工艺也有因退火造成强度和簧性的下降问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决高铁、轨道交通设备、螺栓、道钉、弹条、轨道扣件、预埋槽道、接触网金具和钢筋混凝土结构的桥梁预埋件等钢铁构件耐腐蚀性能，又不影响构件的机械与力学性能。本发明的目的在于提供一种钢铁制件在较低温度下(250℃—409℃)，多元合金快速扩散(2-3小时)形成锌基多元长效防腐层生产工艺，工艺过程基本无污染，工作条件好，市区可建厂。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种钢铁制件低温下多元合金扩散防腐处理工艺，包括如下步骤：