專(zhuān)利名稱(chēng)：粉末滲鋅金屬的加工方法及其產(chǎn)品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于金屬材料表面防腐耐磨處理工藝，具體說(shuō)是一種粉末滲鋅金屬的加工方法及其產(chǎn)品。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的金屬制件表面一般不進(jìn)行處理，很容易腐蝕，使用壽命也很短。為提高防腐能力，延長(zhǎng)使用壽命，多采用電鍍、噴塑、油漆等方式，在金屬制件表面形成一層較薄的防腐層，未能與金屬內(nèi)部結(jié)合為一體。其防腐層較薄且不均勻，與金屬的附著力不牢，表面硬度較差，防腐效果不好，使用壽命較短。而不銹鋼型材防腐效果雖好，但其造價(jià)太高，機(jī)械性能較差，應(yīng)用范圍局限，不適合大面積推廣應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種粉末滲鋅金屬的加工方法及其產(chǎn)品，其防腐滲鋅層牢固、均勻，耐磨性好，硬度高，防腐效果好，使用壽命長(zhǎng)，加工方便，成本較低。
本發(fā)明的技術(shù)方案為一種粉末滲鋅金屬的加工方法，包括金屬制件的前處理、金屬制件的滲鋅過(guò)程及金屬制件的后處理，其特征在于金屬制件的滲鋅是將前處理過(guò)的金屬制件、鋅粉及各種滲劑置于一滲鋅缸內(nèi)，將滲鋅缸密封后，再將放入滲鋅爐腔體內(nèi)的滲鋅缸抽真空，由傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)滲鋅缸轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)，由熱風(fēng)加熱爐向滲鋅爐腔體內(nèi)送熱風(fēng)，對(duì)滲鋅缸進(jìn)行加熱，滲鋅缸翻轉(zhuǎn)，使?jié)B鋅缸內(nèi)的金屬制件受熱均勻，當(dāng)達(dá)到預(yù)定的滲鋅最高溫度時(shí)，需恒溫一段時(shí)間，在金屬制件表面形成滲鋅層，使鋅原子滲透鐵原子內(nèi)，然后冷卻，冷卻至一定溫度后，將滲鋅的金屬制件從滲鋅爐腔體取出，以備后處理。
所述的升溫時(shí)間為1-3小時(shí)，溫度為300℃-450℃；恒溫時(shí)間為1-4小時(shí)，溫度為300℃-450℃；冷卻降溫時(shí)間為1-3小時(shí)，溫度降為40℃-80℃；鋅粉及各種滲劑的配比為鋅粉與金屬制件重量比為1∶20-30，石英砂與金屬制件的重量比為1∶3-5，添加NH4Cl 0-3％。
所述的鋅粉規(guī)格為250-325目，純度97％以上，石英砂規(guī)格為3-8目。
所述的金屬制件的前處理包括除油、除銹、清潔、活化、烘干，除油是用水基清洗劑除油；除銹水基法酸洗和手工除銹，拋丸除銹，除銹后的金屬制件表面清潔度要達(dá)到6-8級(jí)，除油、除銹如用水基溶液清洗后需要烘干，并要用純凈風(fēng)吹干，不得超過(guò)200℃；活化金屬制件除油除銹后，涂以活化劑，并從NH4Cl、Al4Cl3、ZnO、AlO、NH4HF、NF4F中選擇催化劑。
所述的金屬的后處理主要是純化純化膜結(jié)構(gòu)式為Cr2O3·CrO3·XH2O，純化層是六價(jià)鉻變?yōu)槿齼r(jià)鉻，超低鉻純化膜組成為發(fā)白粉WX-2、醋酸CH3COOH，ml/L，在空氣中5-15秒，在溶液中2-4秒。
所述的超低鉻純化所用的材料比例為絡(luò)酸酐1.2-1.7g/L、硫酸鉀0.4-0.5g/L、氯化鈉0.2-0.3g/L、硝酸0.5ml/L、醋酸(36％)4-6ml/L、鋅粉0.1g/L，溫度為室溫，純化時(shí)間為3-5秒。
一種用粉末滲鋅金屬加工方法制成的粉末滲鋅金屬制件，包括基體及基體表面的防腐層，其特征在于所述的防腐層為滲鋅層。
所述的滲鋅層為三層結(jié)構(gòu)，由外至內(nèi)為純鋅層、鋅鐵合金層、鐵鋅合金層。
所述的滲鋅層厚度為10μm-160μm。
所述的金屬制件主要包括螺紋鋼、槽鋼、角鋼、工字鋼、鋼管、圓鋼、鋼釘。
1、本發(fā)明采用滲鋅工藝加工金屬制件，將前處理過(guò)的制件、鋅粉及各種滲劑置于一滲鋅缸內(nèi)，對(duì)其加熱，加熱到一定溫度時(shí)，活性鋅原子由表及里地?cái)U(kuò)散進(jìn)入金屬制件內(nèi)部，同時(shí)，鐵原子由里及表向外擴(kuò)散，這種反應(yīng)擴(kuò)散的結(jié)果，使得金屬制件表面形成一層鋅/鐵金屬化合物，即滲鋅層，加工方便，成本較低，便于推廣應(yīng)用。
2、本發(fā)明防腐滲鋅層是由不同鋅/鐵比例化合物組成的三層結(jié)構(gòu)，由外至內(nèi)為純鋅層、鋅鐵合金層、鐵鋅合金層。其防腐層牢固、均勻，耐磨性好，硬度高，防腐效果好，使用壽命延長(zhǎng)1倍以上。
3、本發(fā)明通過(guò)除油、除銹、清潔、活化、烘干前處理加工后，使金屬制件達(dá)到有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，保證滲鋅效果。
4、本發(fā)明通過(guò)純化處理滲鋅層，抗腐蝕性提高8-10倍。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述本發(fā)明粉末滲鋅金屬制件的加工方法，主要包括金屬制件的前處理、金屬制件的滲鋅及金屬制件的后處理。
所述的金屬制件的前處理包括除油、除銹、清潔、活化、烘干，除油是用水基清洗劑除油；除銹水基法酸洗和手工除銹，拋丸除銹，除銹后的金屬制件表面清潔度要達(dá)到6-8級(jí)，除油、除銹如用水基溶液清洗后需要烘干，并要用純凈風(fēng)吹干，不得超過(guò)200℃；活化滲鋅金屬除油除銹后，涂以活化劑，并從NH4Cl、Al4Cl3、ZnO、AlO、NH4HF、NF4F中選擇催化劑。活化后需烘干，但不能超過(guò)60℃，以保持金屬制件表面的活化膜。
所述的金屬制件為螺紋鋼或型鋼的滲鋅過(guò)程將前處理過(guò)的金屬制件、鋅粉及各種滲劑置于一滲鋅缸內(nèi)，其中，鋅粉及滲劑的配比為鋅粉97％-99％，NH4Cl 1％-3％，鋅粉與金屬制件重量比為1∶25，石英砂與金屬制件的重量比為1∶4。將滲鋅缸密封上，再將放入滲鋅爐腔體內(nèi)的滲鋅缸抽真空，由傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)滲鋅缸轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)，由熱風(fēng)加熱爐向滲鋅爐腔體內(nèi)送熱風(fēng)使?jié)B鋅缸加熱2小時(shí)，滲鋅缸不斷翻轉(zhuǎn)，使?jié)B鋅缸內(nèi)的金屬制件受熱均勻，當(dāng)達(dá)到預(yù)定的最高溫度(400℃左右)時(shí)，需恒溫2-3小時(shí)。冷卻降溫時(shí)間為2小時(shí)，冷卻至60℃以下，在金屬制件表面形成滲鋅層，再將表面滲鋅的金屬制件從滲鋅缸內(nèi)取出，以備后處理。
滲鋅加工銅制件時(shí)，鋅粉規(guī)格為325目，含水不超過(guò)1％，鋅粉占滲劑用量的50％-75％，氧化鋁(或氧化鋅)占滲劑用量的24％-49％，氯化銨0.5％-1％，石英砂與銅制件的重量比為1∶3。
滲鋅加工鋼鐵制件時(shí)，鋅粉規(guī)格為325目，含水不超過(guò)1％，鋅粉占滲劑用量的50％，氧化鋁占滲劑用量的30％，氧化鋅占滲劑用量的20％，石英砂與鋼鐵制件的重量比為1∶3。
所述的金屬的后處理主要是純化純化膜結(jié)構(gòu)式為Cr2O3·CrO3·XH2O，純化層是六價(jià)鉻變?yōu)槿齼r(jià)鉻，超低鉻純化膜組成為發(fā)白粉WX-2、醋酸CH3COOH，ml/L，在空氣中5-15秒，在溶液中2-4秒。
所述的超低鉻純化所用的材料比例為絡(luò)酸酐1.2-1.7g/L、硫酸鉀0.4-0.5g/L、氯化鈉0.2-0.3g/L、硝酸0.5ml/L、醋酸(36％)4-6ml/L、鋅粉0.1g/L，溫度為室溫，純化時(shí)間為3-5秒。
純化完成后，再用水洗，干燥后，在60℃烘干，此過(guò)程稱(chēng)為老化，有很好的抗腐蝕性。
采用本發(fā)明方法可加工的很多金屬制件，如螺紋鋼、槽鋼、角鋼、工字鋼、鋼管、圓鋼、鋼釘?shù)刃弯摶蛭褰鸺鲜鼋饘僦萍庸ず?，在其基體表面形成滲鋅防腐層，滲鋅防腐層為三層結(jié)構(gòu)，由外至內(nèi)為純鋅層、鋅鐵合金層、鐵鋅合金層，滲鋅防腐層厚度為10μm-160μm。
權(quán)利要求
1.一種粉末滲鋅金屬的加工方法，包括金屬制件的前處理、金屬制件的滲鋅過(guò)程及金屬制件的后處理，其特征在于金屬制件的滲鋅是將前處理過(guò)的金屬制件、鋅粉及各種滲劑置于一滲鋅缸內(nèi)，將滲鋅缸密封后，再將放入滲鋅爐腔體內(nèi)的滲鋅缸抽真空，由傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)滲鋅缸轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)，由熱風(fēng)加熱爐向滲鋅爐腔體內(nèi)送熱風(fēng)，對(duì)滲鋅缸進(jìn)行加熱，滲鋅缸翻轉(zhuǎn)，使?jié)B鋅缸內(nèi)的金屬制件受熱均勻，當(dāng)達(dá)到預(yù)定的滲鋅最高溫度時(shí)，需恒溫一段時(shí)間，在金屬制件表面形成滲鋅層，使鋅原子滲透鐵原子內(nèi)，然后冷卻，冷卻至一定溫度后，將滲鋅的金屬制件從滲鋅爐腔體取出，以備后處理。
2.按照權(quán)利要求1所述的粉末滲鋅金屬的加工方法，其特征在于所述的升溫時(shí)間為1-3小時(shí)，溫度為300℃-450℃；恒溫時(shí)間為1-4小時(shí)，溫度為300℃-450℃；冷卻降溫時(shí)間為1-3小時(shí)，溫度降為40℃-80℃；鋅粉及各種滲劑的配比為鋅粉與金屬制件重量比為1∶20-30，石英砂與金屬制件的重量比為1∶3-5，添加NH4Cl 0-3％。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的粉末滲鋅金屬的加工方法，其特征在于所述的鋅粉規(guī)格為250-325目，純度97％以上，石英砂規(guī)格為3-8目。
4.按照權(quán)利要求1或2所述的粉末滲鋅金屬的加工方法，其特征在于所述的金屬制件的前處理包括除油、除銹、清潔、活化、烘干，除油是用水基清洗劑除油；除銹水基法酸洗和手工除銹，拋丸除銹，除銹后的金屬制件表面清潔度要達(dá)到6-8級(jí)，除油、除銹如用水基溶液清洗后需要烘干，并要用純凈風(fēng)吹干，不得超過(guò)200℃；活化金屬制件除油除銹后，涂以活化劑，并從NH4Cl、Al4Cl3、ZnO、AlO、NH4HF、NF4F中選擇催化劑。
5.按照權(quán)利要求1或2所述的粉末滲鋅金屬的加工方法，其特征在于所述的金屬的后處理主要是純化純化膜結(jié)構(gòu)式為Cr2O3·CrO3·XH2O，純化層是六價(jià)鉻變?yōu)槿齼r(jià)鉻，超低鉻純化膜組成為發(fā)白粉WX-2、醋酸CH3COOH，ml/L，在空氣中5-15秒，在溶液中2-4秒。
6.按照權(quán)利要求5所述的粉末滲鋅金屬的加工方法，其特征在于所述的超低鉻純化所用的材料比例為絡(luò)酸酐1.2-1.7g/L、硫酸鉀O.4-0.5g/L、氯化鈉0.2-0.3g/L、硝酸0.5ml/L、醋酸(36％)4-6ml/L、鋅粉0.1g/L，溫度為室溫，純化時(shí)間為3-5秒。
7.一種用粉末滲鋅金屬加工方法制成的粉末滲鋅金屬制件，包括基體及基體表面的防腐層，其特征在于所述的防腐層為滲鋅層。
8.按照權(quán)利要求7所述的粉末滲鋅金屬加工方法制成的粉末滲鋅金屬制件，其特征在于所述的滲鋅層為三層結(jié)構(gòu)，由外至內(nèi)為純鋅層、鋅鐵合金層、鐵鋅合金層。
9.按照權(quán)利要求7或8所述的粉末滲鋅金屬加工方法制成的粉末滲鋅金屬制件，其特征在于所述的滲鋅層厚度為10μm-160μm。
10.按照權(quán)利要求7或8所述的粉末滲鋅金屬加工方法制成的粉末滲鋅金屬制件，其特征在于所述的金屬制件主要包括螺紋鋼、槽鋼、角鋼、工字鋼、鋼管、圓鋼、鋼釘。
全文摘要
本發(fā)明提供一種粉末滲鋅金屬的加工方法,包括金屬制件的前處理、金屬制件的滲鋅過(guò)程及金屬制件的后處理,其特點(diǎn)是:金屬制件的滲鋅是將前處理過(guò)的金屬制件、鋅粉及各種滲劑置于一滲鋅缸內(nèi),將滲鋅缸密封后,再將放入滲鋅爐腔體內(nèi)的滲鋅缸抽真空,由傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)滲鋅缸轉(zhuǎn)動(dòng),同時(shí),由熱風(fēng)加熱爐向滲鋅爐腔體內(nèi)送熱風(fēng),對(duì)滲鋅缸進(jìn)行加熱,滲鋅缸翻轉(zhuǎn),使?jié)B鋅缸內(nèi)的金屬制件受熱均勻,當(dāng)達(dá)到預(yù)定的滲鋅最高溫度時(shí),需恒溫一段時(shí)間,在金屬制件表面形成滲鋅層,使鋅原子滲透鐵原子內(nèi),然后冷卻,冷卻至一定溫度后,將滲鋅的金屬制件從滲鋅爐腔體取出,以備后處理。其防腐滲鋅層牢固、均勻、耐磨,防腐效果好,使用壽命長(zhǎng),便于推廣應(yīng)用。
文檔編號(hào)C23C10/00GK1330167SQ01115160
公開(kāi)日2002年1月9日 申請(qǐng)日期2001年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2001年7月22日
發(fā)明者韓麗君, 吳中權(quán) 申請(qǐng)人:韓麗君, 吳中權(quán)