粉末渗锌工艺介绍简要模板.doc
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1、渗锌表面处理工艺及应用介绍一、 介绍渗锌基础概念1. 渗锌是用热扩散方法在钢铁表面取得锌铁合金层表面保护工艺。渗锌取得表面渗层完全是由锌铁合金层组成,而热镀锌层则是由纯锌层(相)和锌铁合金层组成。2. 渗锌分类:依据所采取设备和工艺不一样,渗锌可分为固体渗锌(即粉末渗锌)、真空渗锌、镀扩散渗锌和气体渗锌等多个。3. 粉末渗锌原理:将渗锌剂和钢铁制件,共置于渗炉中,加热到400左右,活性锌原子则由钢铁制件表面向内部渗透,同时铁原子则由内向外扩散,在制件表层形成了一个均匀锌铁化合物即渗锌层。技术原理:属于化学热处理工艺。国外,在欧洲部分国家在1940年推广并实现了工业化生产,1970年后欧洲工业发
2、达国家得到普遍推广应用。在中国20世纪60年代开展研究,90年代开始应用。二、 粉末渗锌工艺过程将钢铁构件、锌粉及惰性冲击介质混合填充在密封不锈钢容器中,并将容器放置在热处理炉中,在旋转容器下加热到350450并保温一段时间,利用金属原子热扩散作用,在构件表面形成Zn/Fe合金保护涂层。工业化粉末渗锌过程是在不停滚动状态下进行加热处理,粉末混合物和工件之间机械摩擦、冲击作用,不仅有利于新鲜扩散渗剂和被处理界面紧密接触,而且使得被加热介质温度场均匀化,并有效促进冶金扩散化学反应。现在工业化粉末渗锌涂层不需要惰性气体或低真空加热环境,通常在大气环境下密封容器中就可实现热扩散涂层处理,所以热处理设备
3、简单、成本低,很适合于复杂形状钢铁构件大批量加工处理。工业化粉末渗锌技术是指包含前处理、加热渗锌及后处理等完整一个热扩散涂层加工工艺过程。三、 粉末渗锌工艺特点粉末渗锌热扩散涂层和传统镀锌工艺比较,含有以下优势和特征:1. 涂层厚度均匀性好1)粉末渗锌涂层厚度只取决于加热温度和保温时间,和构件形状和不一样位置基础无关。通常厚度在15130m。2)热浸镀锌涂层厚度通常在15130m,构件平面和边角镀层厚度有显著差异,均匀性差,不易控制。3)电镀锌涂层厚度通常在525m,平面镀层均匀性好,但对构件内部空腔,镀层薄有时无镀层。4)热喷涂锌层厚度通常为84300m,可达3mm,涂层厚度均匀性差,致密性
4、低。2. 渗锌涂层硬度最高,耐磨损和抗划伤能力最强1) 渗锌涂层硬度为250420HV。2) 热浸镀、电镀锌层硬度为7588HV(纯锌)。3) 热喷涂锌层也为纯锌而且有1%15%孔隙率,所以硬度更低。4) 达克罗涂层硬度最低,仅为26H(H为铅笔硬度测量单位)。3. 渗锌涂层和基体金属结协力最高粉末渗锌层为扩散冶金结合,含有很好附着强度,耐磨损抗划伤,涂层极难剥离掉,只有用化学酸洗方法才能除掉。其涂层和母材界面拉伸强度:600700kg/mm2;涂层表面层拉伸强度为300350kg/mm2。4. 渗锌涂层耐腐蚀性最强粉末渗锌层为铁锌合金组织,渗锌层和铁电位差低于锌和铁电位差。所以作为阳极性保护
5、层,渗锌层含有愈加好保护效果。比热浸镀锌耐腐蚀性高10%30%。5. 渗锌涂层涂覆性能最好粉末渗锌层均匀和油漆和高分子涂层材料之间含有很好附着强度,其复合涂层耐腐蚀性均显著优于热浸镀、电镀锌和热喷涂锌层。6. 渗锌过程温度低,不影响构件机械性能,没有氢脆现象渗锌处理温度在350450,此温度下吸入钢基体氢原子已扩散逸出。7. 渗锌过程节省锌粉粉末渗锌工艺耗锌量是热喷涂锌30%、热浸镀锌60%。8. 渗锌工艺过程无环境污染粉末渗锌为固态热扩散过程,构件和渗剂在密闭容器中进行扩散和分离,没有锌蒸汽产生,热处理炉用电、燃油或燃气作为能源,对周围环境没有污染。而热浸镀锌有锌废料和锌蒸汽等污染,电镀锌有
6、“三废”排放严重污染,达克罗涂层因为存在“Cr6+”对环境产生严重污染,现在国外已限制达克罗涂层工业应用。烧结镀层(达克罗涂层):是将浸涂和高温烧结(300)相结合方法,在钢铁表面生成锌铝涂敷层。是中国1993年引进一个表面处理技术,关键适合于多种紧固件和小尺寸五金器具。镀层外观质量优于热浸镀锌。四、 渗锌质量要求及检测方法1. 渗锌前处理质量要求:钢铁工件在渗锌前经过除油除锈处理以后,表面应无残锈迹、积炭和油污,焊接件焊缝处应无焊渣,铸造件表面应无残留型砂。2. 渗锌件外观要求:采取目测方法观察外观表面,其外观应达成以下要求。1)渗锌层表面应平整、均匀,采取旋转渗锌设备渗锌工件表面许可有轻微
7、擦伤。2)渗锌工件表面呈暗灰色或银灰色。3)经钝化、磷化和后处理渗锌工件因工艺不一样呈不一样颜色,经有机涂层后处理应达成供需双方约定色泽要求。3. 渗锌层附着强度:机械行业标准JB/T5067钢铁制件粉末渗锌对渗锌层附着强度均未作明确定量要求,仅要求渗层和基体结合良好,不得起皮、脱落,并能承受制件规范条件下操作,或由供需双方协商。4. 力学性能要求:对于适合渗锌钢铁材料,即回火温度高于渗锌温度材料,经渗锌后,材料力学性能仍然要抵达原材料指标要求。5. 渗锌层厚度1) 渗锌层厚度要求:因为渗锌层耐腐蚀寿命和渗锌层厚度成正比,所以渗锌层是渗锌最关键技术要求。机械行业标准:钢铁制件粉末渗锌JB/T
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