专利名称：真空固体渗锌方法
技术领域：
本发明涉及金属渗锌方法，尤其涉及一种用于金属的真空固体渗锌方法。
金属的氧化腐蚀给国民经济带来的损失非常惊人，据统计，全世界每年由于氧化腐蚀而报废的金属设备和材料，相当于每年产量的1/4～1/3(约一亿吨)，而我国金属的年腐蚀量占年产量的35%～42%，造成的经济损失达200亿元以上。因此，对金属尤其黑色金属的防腐蚀处理是当前国内外的一个重要课题，世界各国都非常重视金属表面的防腐技术的研究及新工艺的应用。
防止金属的大气腐蚀，一般用锌来保护钢铁，因为锌的标准氧化电位是0.763伏(25℃时)，铁则为0.440伏，与铁比较，锌是阳级性的，在腐蚀介岳中，锌较易发生反应而成为锌离子，从而保护了钢铁基体。常用的方法有热浸镀、电镀、热喷涂、涂覆含锌粉涂料等，其防腐原理是通过在金属表面施用一层薄而致密的锌覆盖层，使金属制品与外围介质隔开，阻碍金属表面形成微电池，达到防腐的目的，但时间一长或受到碰撞，表面易造成局部剥落而锈蚀。
本发明的目的是提供一种真空固体渗锌方法，采用真空渗锌工艺流程和渗锌剂配方，向金属基体表面内扩散锌合金元素，形成锌铁合金层，即表面合金化，成为与基体不可分割的一部分，提高了防腐性能。
本发明所述的一种真空固体渗锌方法包括真空渗锌工艺流程和渗锌剂配方。真空渗锌工艺流程包括金属工件除油、除锈、清洗、助渗处理、烘干，还包括渗锌剂按配比混合烘干处理，再将烘干的工件和渗锌剂按比例放进渗锌炉胆内，进行抽真空和加热，然后将工件出炉、清洗、钝化处理、着色和烘干。渗锌剂配方为锌粉50～60%，氧化铝和/或膨润土38～47%，盐酸1～3%，氯化铵0.3～0.7%，氧化锌0.5～1.5%。
本发明所述的一种真空固体渗锌技术能有效地取代热浸镀锌，具有如下的性能特点1.防腐性能优良，由于真空渗锌后在金属表面形成锌铁合金层，与基体牢固结合，不会剥离，因此使用寿命长，耐大气腐蚀性能优良，符合有关硫酸铜溶液试验的标准。
2.成本低，真空渗锌由于在真空条件下进行，使锌合金原料渗剂不易被氧化，减少了原材料的损耗，耗锌量可比热镀锌节省60%。
3.渗锌温度低，工件不会变形，任何复杂形状的工件都可渗锌，对粉末冶金等产品还可起到封孔作用，进一步提高耐腐蚀性。
4.渗层表面色泽好，由于真空渗锌是在真空条件下进行的极大程度地防止了合金层的氧化，因此表面色泽好，表面呈银白色或银灰色。
5.渗层可任意控制在20μm～100μm之间，误差不大于10%。
6.真空渗锌尺寸变化很小，不妨害紧固件的自然配合。
7.不改变工件或产品的机械性能。
8.硬度提高，耐磨性增加，例如A3钢基体HV硬度为117，经真空渗锌后HV硬度可达到400以上。
9.有专用真空渗锌设备，工艺操作简便，基本上无环境污染。
下面对本发明作详细描述。
真空固体渗锌工艺流程如下1.将工件除油用2～8%纯碱、1～2%硅酸钠混合液，加温到70～100℃，时间为30～40分钟;
2.除锈用15%盐酸除锈、除氧化皮;
3.清洗用自来水冲洗;
4.助渗处理用3%三乙醇胺、1～2%亚硝酸钠助渗剂处理工件;
5.烘干放入烘箱内，温度为150～200℃;
6.将渗锌剂按配方要求混合好，并烘干处理;
7.把烘干的工件和渗锌合金剂按比例放进渗锌炉胆内;
8.渗锌抽真空并加热，根据工件要求将温度控制在350～500℃，保温时间为1.5～4.5小时;
9.工件出炉吊出炉胆，待自然冷却到80℃将工件出炉;
10.清洗工件用自来水冲洗干净;
11.钝化处理将钝化溶液加温到30℃，把工件放置溶液内20分钟后取出，冲洗干净;
12.着色按需要着各种颜色，如黑色、银白色、银灰色等;
13.烘干放入烘箱内，温度为150～120℃;
14.检验剔除不合格的工件;
15.入库将合格的工件或产品入库。
本发明在实施过程中按照上述工艺流程，采用了渗锌剂最佳配方，其组份为锌粉55%，氧化铝和/或膨润土42%，盐酸1.5%，氯化铵0.5%，氧化锌1%。
按照本发明所述的工艺流程和渗锌剂配方，就可实施真空固体渗锌，任何对本发明所述方法的实施，尤其所采用的真空渗锌工艺和渗锌剂配方都在本发明的权利要求范围内。
权利要求
1.一种真空固体渗锌方法，它包括真空渗锌工艺流程和渗锌剂配方，真空渗锌工艺流程包括金属工件除油、除锈、清洗、助渗处理、烘干，其特征在于，上述真空渗锌工艺流程还包括渗锌剂按配比混合烘干处理，再将烘干的工件和渗锌剂按比例放进渗锌炉胆内，进行抽真空和加热，然后将工件出炉、清洗、钝化处理、着色和烘干；上述渗锌剂配方为锌粉50～60%，氧化铝和/或膨润土38～47%，盐酸1～3%，氯化铵0.3～0.7%，氧化锌0.5～1.5%。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，渗锌剂配方最佳为锌粉55%，氧化铝和/或膨润土42%，盐酸1.5%，氯化铵0.5%，氧化锌1%。
全文摘要
本发明涉及一种真空固体渗锌方法，采用真空渗锌工艺流程和渗锌剂配方，向金属基体表面内扩散锌合金元素，形成锌铁合金层，即表面合金化，成为与基体不可分割的一部分，提高了防腐性能。本发明所述的方法具有防腐性能优良，成本低，渗锌温度低，渗层表面色泽好，提高硬度，增加耐磨性，不改变工件的机械性能等特点。
文档编号C23C10/36GK1107899SQ94112059
公开日1995年9月6日 申请日期1994年3月1日 优先权日1994年3月1日
发明者陶锦伯, 张金林, 杨福昌 申请人:陶锦伯, 张金林, 杨福昌