[发明专利]利用粉末渗锌技术制备的钢铁制件

说明书

本发明公开了一种利用粉末渗锌技术制备的钢铁制件，包括以下步骤制成：喷砂、装箱、配粉、渗锌、离心甩锌、冷却、挑选、包装，制得钢铁制件。本发明渗锌时不结块、便于再利用，不与制件粘结，易于钢铁制件的清理。

【技术领域】

本发明属于钢铁表面化学热处理技术领域，具体涉及一种利用粉末渗锌技术制备的钢铁制件。

【背景技术】

传统“钢铁制件粉末渗锌技术”。粉末渗锌又称热渗锌，是固态多元共渗表面强化技术中的一种。固态多元共渗表面强化技术是利用加热状态下金属原子的渗透扩散作用，将一种或多种金属元素渗入到金属制件表面形成一种合金防护层的一类化学热处理工艺，2008年出版的美国ASTM标准将这种工艺形成的防护涂层称为热扩散涂层，通过热扩散涂层处理工艺可以明显改善金属材料表面耐腐蚀、耐磨损、抗氧化及抗冲击等使用性能，有效扩大金属材料的应用范围。

粉末渗锌，是将粉末渗锌剂与钢铁件共置于密封容器中，加热到400℃左右，使活性锌原子由钢铁件的表面向内部渗透，在其表层形成均匀的锌铁合金层的工艺方法。相对于其他方法，粉末渗锌的锌消耗量低、节省原材料；生产过程无污染，劳动条件好；生产设备简单，使用和维修成本低。粉末渗锌在钢铁件表面形成的锌铁合金层具有耐腐蚀性强、硬度高、耐磨损、抗划伤、涂覆性能好等优点。

腐蚀、锈蚀是钢铁材料的天敌。据估算，世界钢产量约有十分之一损耗于腐蚀、锈蚀。实践证明，在海洋大气、恶劣的工业大气等多种环境下，渗锌层的耐蚀性优于热镀锌、电镀锌和不锈钢。渗锌层表面维氏硬度可以达到250-400，而热镀锌、电镀锌钢铁件表面为纯锌，镀层维氏硬度仅为70左右，因此渗锌与热镀锌和电镀锌相比，钢铁件的表面耐磨性和抗擦伤性能好得多。在一般情况下，渗锌生产的前处理只采用抛丸机除锈清油，且用布袋除尘。粉末渗锌技术为锌的固体渗，没有锌蒸气产生，工件与粉末渗锌剂又在密闭的器具中进行渗透和分离，对周围环境没有污染。据测算，热镀锌钢铁件吨产品的锌消耗量为100公斤左右，而粉末渗锌仅为30公斤左右，只占热镀锌的30％。另外，也没有锌锅腐蚀这一热镀锌的老大难问题。渗锌产品的渗锌层均匀，且与油漆的结合力为一级，涂漆后能实现复合防护，其耐腐蚀性均优于热镀锌、电镀锌和单一渗锌层。经渗锌处理的钢材制件不影响材料的力学性能。渗锌处理的温度比热镀锌低100-280℃，此温度下吸入钢基体的氢原子已扩散逸出。因此在应用中没有氢脆的危害，也能避免弹簧等一些高强度件因处理温度高造成力学性能下降的弊端。所以，粉末渗锌有广阔的应用前景。

但是，现有的粉末渗锌剂存在着活性较低、渗速较慢，形成的渗锌层厚度和硬度较小等问题，还不能满足应用需求。

【发明内容】

本发明提供一种利用粉末渗锌技术制备的钢铁制件，以解决现有渗锌剂活性较低、渗速较慢，形成的渗锌层厚度和硬度较小等问题。

为了解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种利用粉末渗锌技术制备的钢铁制件，包括以下步骤制成：喷砂、装箱、配粉、渗锌、离心甩锌、冷却、挑选、包装，制得钢铁制件，在渗锌中所用的粉末渗锌剂，其制备方法，包括以下步骤：

S1：按重量份分别称取锌粉170-200份、海泡石粉5-9份、铝粉4-7份、氧化铝粉3-4份、镁粉2-4份、钴粉1-2.5份、铅粉0.8-1.8份、硬脂酸铝粉1.2-2份、氮化硼粉0.6-1份、二氧化硅粉1.3-1.6份、石墨烯粉0.1-0.2份、701粉强化剂0.4-0.5份、分散剂0.3-0.5份、丙烯酸酯类调节剂0.8-1份、氯化铵2-3份、醋酸镱1-1.5份、改性膨润土稳定剂0.2-0.4份、二辛基琥珀酸磺酸钠0.6-1.3份、纳米硅酸钠5-8份、坡缕石粉3-6份；

S2：将步骤S1的锌粉与海泡石粉、铝粉、氧化铝粉、镁粉、钴粉、铅粉、硬脂酸铝粉、氮化硼粉、二氧化硅粉、石墨烯粉、分散剂、丙烯酸酯类调节剂、氯化铵、二辛基琥珀酸磺酸钠、纳米硅酸钠、坡缕石粉混合均匀，利用机械球磨机，在温度为61-68℃，微波功率为500-600W下球磨20-30min，制得混合物A；