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一种多元 合金熔渗防腐方法

阅读：51发布：2024-02-17

专利汇可以提供一种多元合金熔渗防腐方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及一种金属表面防腐的技术领域，具体涉及渗锌封闭防腐的方法；所解决的问题是提供一种工艺简单，具有良好抗蚀性、耐磨、高韧性、抗拉和屈服强度高、环保的渗锌封闭防腐方法；所采用的技术方案为：表面处理先抛丸，高温加热，双锌铝丝电容解喷到钢铁表面，再次加热渗透，形成表面锌铝铁合金层，达到防磕碰，防腐蚀最佳效果，利用渗锌余热再次喷封闭层用合金粉，本发明广泛应用于钢结构件的防腐处理领域。，下面是一种多元合金熔渗防腐方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种多元合金熔渗防腐方法，其特征在于，包括以下步骤：
抛丸处理：将焊接后的结构件进行抛丸表面处理，获得纯净的金属表面；
钢件加热：将抛丸后的钢结构件进行加热，加热至220-250℃；
表面喷涂：将加热后的钢结构件进行锌铝合金热熔喷丝，使得锌铝合金渗入钢结构件的表层，渗层厚度为10 -100μm，所述锌铝合金中锌与铝的体积比为1：1；
熔渗加热：将喷涂后的钢结构件，加热至280-350℃，保温1-2小时；
涂封闭层：将温度降至200℃后，对钢结构件表面喷涂封闭剂，封闭层厚度为10 -100μm；
保温固化：将喷有封闭层的钢结构件在180-210℃的温度下固化3-7小时，冷却后即完成。
2.根据权利要求1所述的一种多元合金熔渗防腐方法，其特征在于：所述封闭剂的粒径为20 -60μm。
3.根据权利要求1或2所述的一种多元合金熔渗防腐方法，其特征在于：所述封闭剂的原料按照以下重量份配比：锌粉10份，镍粉1-2份，镁盐0.05-0.1份，表面活化剂0.1-0.5份。
4.根据权利要求3所述的一种多元合金熔渗防腐方法，其特征在于：所述表面活性剂为脂肪醇醚硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚、全氟辛基磺酰季碘化物或脂肪酸二乙醇胺中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的一种多元合金熔渗防腐方法，其特征在于：成品件硬度为HV380-400。

说明书全文

一种多元合金熔渗防腐方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种金属表面防腐的技术领域，具体涉及渗锌封闭防腐的方法。

背景技术

[0002] 铁路轨道设备、螺栓、道钉、轨道扣件和接触网金具等安装在露天环境，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、钢筋锈蚀和碱骨料反应等，特别是由于湿度、温度和CO2的作用，会引起混凝土的碳化，再加上腐蚀性介质的作用会导致钢筋锈蚀，进而破坏混凝土结构。针对铁道设备现有的防腐措施主要有涂油漆、涂装达克罗、氮化、热镀锌和单纯渗锌。这些方法中涂油漆的耐蚀效果差，涂层结合不好，易剥落；达克罗的耐蚀效果很好，但涂层薄而软，不耐磨，易剥落；氮化硬度高耐磨，结合好，但耐蚀性能不够；热镀锌可以获得厚镀层，但表面质量不高，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，温度高能耗大，弹条等一些零件不宜使用。现有技术中，也常通过增加耐腐蚀层的厚度提高零件的耐腐蚀性，但是这也使零件的尺寸发生变化，增加了零件间的配合使用难度。

[0003] 合金共渗的工艺中需要抽真空，并对结构件在真空状态下，准确的调节温度，因此对工艺条件和设备要求较高，并且因为需要对结构件抽真空，真空加热箱也限制了结构件的大小。同时合金共渗主要是用于需要耐高温、耐腐蚀和耐冲击的部件，无法对整体结构件进行共渗处理。电弧喷锌的工艺中其防腐原理是物理屏蔽和阴极保护联合作用，其锌层相比渗锌工艺的渗锌镀层而言结合强度不高，并且喷锌工艺的锌层硬度远没有渗锌镀层高。

发明内容

[0004] 本发明解决的技术问题在于提供一种工艺简单，具有良好抗蚀性、耐磨、高韧性、抗拉和屈服强度高、环保的多元合金熔渗防腐方法。

[0005] 为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：一种多元合金熔渗防腐方法，包括以下步骤：抛丸处理：将焊接后的结构件进行抛丸表面处理，获得纯净的金属表面；
钢件加热：将抛丸后的钢结构件进行加热，加热至220-250℃；
表面喷涂：将加热后的钢结构件进行锌铝合金热熔喷丝，使得锌铝合金渗入钢结构件的表层，渗层厚度为10 -100μm，所述锌铝合金中锌与铝的体积比为1：1；
熔渗加热：将喷涂后的钢结构件，加热至280-350℃，保温1-2小时；
涂封闭层：将温度降至200℃后，对钢结构件表面喷涂封闭剂，封闭层厚度为10 -100μm；
保温固化：将喷有封闭层的钢结构件在180-210℃的温度下固化3-7小时，冷却后即完成。

[0006] 所述封闭剂的粒径为20 -60μm。

[0007] 所述封闭剂的原料按照以下重量份配比：锌粉10份，镍粉1-2份，镁盐0.05-0.1份，表面活化剂0.1-0.5份。

[0008] 所述表面活性剂为脂肪醇醚硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚、全氟辛基磺酰季碘化物或脂肪酸二乙醇胺中的至少一种。

[0009] 成品件硬度为HV380-400。

[0010] 如上所述，本发明与现有技术相比具有的有益效果是：本发明先采用电弧喷涂的方法将金属锌铝喷在结构件表面然后在开放条件下加热熔渗处理，无需抽真空，对设备要求不高，降低了成本，处理后的熔渗镀层又具有结合强度高，硬度高达到HV380-400，耐磨损，耐腐蚀性强，结构件的抗拉和屈服强度还能进一步提高。

[0011] 1、本发明涂层均匀，金相组织致密，渗层厚度可达到10μm-100μm，根据需要调控，符合国家常用标准≥15μm、≥30μm，是一层牢固的防腐屏障，抗腐性能大大优于热镀锌、电镀锌和普通粉末渗锌。同时，渗锌层对于大气、海水、肥皂水、石油、苯及高温硫化氢气体均有优异的抗蚀能力。

[0012] 2、本发明防腐处理后没有氢脆现象，具有良好的耐热性能，因此可满足对疲劳强度、耐磨性、韧性要求高的钢铁结构件和紧固件的防腐处理。同时熔渗处理后的钢铁制件不改变基体的金相结构，也不影响其力学性能，其抗拉、屈服强度还有所提高。

[0013] 3、本发明钢铁表面处理先抛丸，高温加热，锌铝丝电容解喷到钢铁表面，再次高温渗透，形成表面锌铝铁合金层，达到防磕碰，防腐蚀最佳效果，利用熔渗余热再次喷封闭层用合金粉，再次加热从而达到外表光亮双从防腐蚀效果，无三废排放。

[0014] 本发明工艺原理为：抛丸处理：将焊接后的H型钢立柱、钢板、型材、钢管等结构件进行抛丸表面处理，去除氧化皮、锈及异物，使之获得纯净的金属表面；钢件加热：将抛丸后的钢结构件进行高温加热，温度调控在220-250℃范围；
表面喷涂：在加热后的钢结构件表面进行双锌铝丝电容解处理，使得锌和其它金属元素渗入钢铁表层，多元金属间互相反应与其基体金属的冶金结合，形成多种合金渗锌层，且渗层均匀，金相组织致密，根据需要调控，可有效提高基础防腐及碰撞。

[0015] 熔渗加热：喷涂后再次高温加热熔渗，使其合金元素更加有效均匀的附着在钢结构表面，达到防腐保护作用。

[0016] 涂封闭层：钢结构件外表熔渗高温后对其表面进行喷涂封闭处理，涂层厚度可达到10μm-100μm，根据需要调控。喷粉采用粉末涂料颗粒为30μm-50μm，均匀喷涂在基体表面。

[0017] 保温固化：喷涂后的钢结构件经过180-200℃固化，可进一步提高抗氧化能力及其耐磨性，外观平整并无流挂情况。

[0018] 本发明防腐处理后的钢结构件其涂层厚度：一般在10-100um之间，可根据基体使用情况而定；渗层表面硬度：HV380-400(相当于HRC40-42)；渗层表面状况：均匀光洁、色泽银白或银灰色，不改变零件尺寸，无氢脆。

[0019] 在国标实验中能够符合国家标准：硫酸铜溶液试验：符合国家标准（GB2317-85）技术条件试验；中性盐雾试验：其试验条件按GB/T10125-1997技术条件，符合国家标准。耐热性好，渗锌件在600℃中不会咬死；渗层结合力实验：结合力强，系扩散冶金结合，经实验符合国家结合力试验标准（GB2694-81），其他试验薄片随炉渗锌试样做90℃弯曲不发生渗层剥落，锤击试验渗层无剥落，符合相关国家标准。

具体实施方式

[0020] 结合以下具体实施例对本发明进行进一步的说明。

[0021] 实施例1一种多元合金熔渗防腐方法，包括以下步骤：
抛丸处理：将焊接后的结构件进行抛丸表面处理，获得纯净的金属表面；
钢件加热：将抛丸后的钢结构件进行高温加热，加热至250℃；
表面喷涂：将加热后的钢结构件进行锌铝合金热熔喷丝，使得锌铝合金渗入钢结构件的表层，渗层厚度为10-100μm，所述锌铝合金中锌与铝的体积比为1：1；
熔渗加热：将喷锌后的钢结构件，加热至280℃，保温1小时；
涂封闭层：将温度降至200℃后，对钢结构件表面喷涂封闭剂，封闭层厚度为10 -100μm；
保温固化：将喷有封闭层的钢结构件在180℃的温度下固化7小时，冷却后即完成。

[0022] 封闭剂的原料按照以下重量份配比：锌粉10份，镍粉1份，镁盐0.1份，脂肪醇醚硫酸钠0.1份。

[0023] 所述封闭剂的粒径为30 -40μm。

[0024] 实施例2一种多元合金熔渗防腐方法，包括以下步骤：
抛丸处理：将焊接后的结构件进行抛丸表面处理，获得纯净的金属表面；
钢件加热：将抛丸后的钢结构件进行高温加热，加热至220℃；
表面喷涂：将加热后的钢结构件进行锌铝合金热熔喷丝，使得锌铝合金渗入钢结构件的表层，渗层厚度为10-100μm，所述锌铝合金中锌与铝的体积比为1：1；
熔渗加热：将喷锌后的钢结构件，加热至350℃，保温2小时；
涂封闭层：将温度降至200℃后，对钢结构件表面喷涂封闭剂，封闭层厚度为10 -100μm；
保温固化：将喷有封闭层的钢结构件在210℃的温度下固化3小时，冷却后即完成。

[0025] 封闭剂的原料按照以下重量份配比：锌粉10份，镍粉2份，镁盐0.05份，脂肪醇聚氧乙烯醚0.5份。

[0026] 所述封闭剂的粒径为40-60μm。

[0027] 实施例3一种多元合金熔渗防腐方法，包括以下步骤：
抛丸处理：将焊接后的结构件进行抛丸表面处理，获得纯净的金属表面；
钢件加热：将抛丸后的钢结构件进行高温加热，加热至230℃；
表面喷涂：将加热后的钢结构件进行锌铝合金热熔喷丝，使得锌铝合金渗入钢结构件的表层，渗层厚度为10-100μm，所述锌铝合金中锌与铝的体积比为1：1；
熔渗加热：将喷锌后的钢结构件，加热至320℃，保温1.5小时；
涂封闭层：将温度降至200℃后，对钢结构件表面喷涂封闭剂，封闭层厚度为10 -100μm；
保温固化：将喷有封闭层的钢结构件在190℃的温度下固化5小时，冷却后即完成。

[0028] 封闭剂的原料按照以下重量份配比：锌粉10份，镍粉1.5份，镁盐0 .08份，脂肪酸二乙醇胺0.2份。

[0029] 表面活性剂为脂肪醇醚硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚、全氟辛基磺酰季碘化物或脂肪酸二乙醇胺中的至少一种。

[0030] 所述封闭剂的粒径为30 -50μm。

[0031] 实施例4一种多元合金熔渗防腐方法，包括以下步骤：
抛丸处理：将焊接后的结构件进行抛丸表面处理，获得纯净的金属表面；
钢件加热：将抛丸后的钢结构件进行高温加热，加热至230℃；
表面喷涂：将加热后的钢结构件进行锌铝合金热熔喷丝，使得锌铝合金渗入钢结构件的表层，渗层厚度为10-100μm，所述锌铝合金中锌与铝的体积比为1：1；
熔渗加热：将喷锌后的钢结构件，加热至320℃，保温1.5小时；
涂封闭层：将温度降至200℃后，对钢结构件表面喷涂封闭剂，封闭层厚度为10 -100μm；
保温固化：将喷有封闭层的钢结构件在190℃的温度下固化5小时，冷却后即完成。

[0032] 封闭剂的原料按照以下重量份配比：锌粉10份，镍粉1.2份，镁盐0 .05份，全氟辛基磺酰季碘化物0.4份。

[0033] 所述封闭剂的粒径为30 -50μm。

[0034] 上述实施方式仅示例性说明本发明的原理及其效果，而非用于限制本发明。对于熟悉此技术的人皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改进。因此，凡举所述技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

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