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     多元合金共滲防腐工藝簡(jiǎn)介

    一、多元合金共滲的防腐機理:
       多元合金共滲是在真空滲鋅的基礎上發(fā)展起來(lái)的一種鋼鐵制件較好的防腐處理工藝,是滲鋅工藝的發(fā)展和創(chuàng )新。滲劑除鋅粉、催滲劑、防粘接劑外,另加鋁、鎳、稀土金屬等元素,在真空條件下進(jìn)行一種復雜的物理化學(xué)反應,鋅和其它金屬元素滲入鋼鐵表層后,多元金屬間互相反應及其與基體金屬的冶金結合,形成多種合金共滲層,除具備真空滲鋅優(yōu)點(diǎn)外,其厚度、硬度、耐磨性、韌性、耐蝕性等均獲得更大提高,是替代傳統熱鍍鋅、電鍍鋅的新工藝、新技術(shù)。

    二、多元合金共滲的特點(diǎn):
    1、多元合金共滲的涂層特點(diǎn)
       多元合金滲層均勻,金相組織致密,滲層厚度可達到10μm-100μm,根據需要調控,符合國家常用標準≥15μm、≥30μm,是一層牢固的防腐屏障,抗腐性能大大優(yōu)于熱鍍鋅、電鍍鋅和普通粉末滲鋅。同時(shí),多元合金滲層對于大氣、海水、肥皂水、石油、苯及高溫硫化氫氣體均有優(yōu)異的抗蝕能力。
    2、多元合金共滲的基體特點(diǎn)
       多元共滲沒(méi)有氫脆現象,具有良好的耐熱性能,因此多元共滲可滿(mǎn)足對疲勞強度、耐磨性、韌性要求高的鋼鐵結構件和緊固件的防腐處理。經(jīng)共滲處理的鋼鐵制件不改變基體的金相結構,也不影響其力學(xué)性能,其抗拉、屈服強度還有所提高。

    三、多元合金共滲的實(shí)際應用
       由于多元合金共滲鋅技術(shù)有諸多的優(yōu)異性能,所以它已廣泛地應用在室外鋼鐵結構、緊固件、高速公路、航空航天、護欄、橋梁、水暖器材及建筑五金、汽車(chē)、工程機械和海洋化工、冶金、發(fā)電等工程中的耐高溫、耐沖擊、耐腐蝕部件。如裝配、運輸和使用過(guò)程中的發(fā)生的磨損、碰擦、高溫及雨水、海水的沖刷等均會(huì )使傳統的鍍層受到某種程度的破壞而降低其防腐能力,由于多元合金滲層具有較高的硬度和結合力,因此,其綜合性能在實(shí)際應用中更顯示優(yōu)勢。

    四、多元合金共滲的技術(shù)標準:
    1、厚度:一般在10-100um之間,可根據基體使用情況而定;
    2、滲層表面硬度:HV380-400(相當于HRC40-42);
    3、滲層表面狀況:均勻光潔、色澤銀白或銀灰色,不改變零件尺寸,無(wú)氫脆。
    4、硫酸銅溶液試驗:符合國家標準(GB2317-85)技術(shù)條件試驗。
    5、中性鹽霧試驗:其試驗條件按GB/T10125-1997技術(shù)條件,完全符合國家標準。耐熱性好,共滲件在600℃中不會(huì )咬死。
    6、滲層結合力實(shí)驗:結合力強,系擴散冶金結合,經(jīng)實(shí)驗符合國家結合力試驗標準(GB2694-81),其他試驗薄片隨爐共滲試樣做90℃彎曲不發(fā)生滲層剝落,錘擊試驗滲層無(wú)剝落,符合相關(guān)國家標準。
    7、其它:符合或優(yōu)于國際標準化組織標準ISO3768-76(E),英國《鋼鐵滲鋅制件》標準BS4921-88(E),中華人民共和國機械行業(yè)《鋼鐵粉末滲鋅》標準JB5067-99。

    多種工藝防腐處理的性能比較


    電鍍鋅

    熱鍍鋅

    內外側噴

    氯化橡膠

    多元合金共滲+封閉層

    防腐層

    形成機理

    利用電解作用在鋼鐵表面沉積一層鋅

    將工件浸入融化狀態(tài)的鋅池中,外表粘附一層鋅

    在管壁內外面噴涂氯化橡膠涂層,外部刷防腐漆

    在真空條件下,多元金屬擴散到鋼鐵層中,改變金屬成分、組織和結構,形成不同鋅鐵比的鋅鐵合金。并在多元合金共滲的基礎上加上封閉層,進(jìn)一步提高抗氧化性及其耐磨性。

    鹽霧試驗時(shí)間

    <100h

    <100h

    >150h

    >550h

    大氣環(huán)境下耐蝕性

    <6個(gè)月

    3-5年

    5-8年

    10-15年

    氫脆影響

    無(wú)

    無(wú)

    無(wú)

    機械性能影響

    無(wú)

    無(wú)

    硬度(HV)

    100左右

    <100

    300-380

    300-380

    對零件的配合影響

    較小

    較大

    較小

    基本無(wú)影響

    涂層外觀(guān)的均勻性

    較好

    較好

    優(yōu)

    耐磨性

    一般

    一般

    較好

    多種工藝長(cháng)期經(jīng)濟效益比較

    電鍍鋅

    熱鍍鋅

    內外側噴氯化橡膠

    多元合金共滲+封閉層

    加工成本比多元合金共滲+封閉層技術(shù)少15%左右,但是使用年限一般不及多元合金共滲+封閉層技術(shù)的1/10,且每年都需要維護,費用極高,很多國家都已經(jīng)將其淘汰。

    加工成本與多元合金共滲+封閉層技術(shù)相當,使用年限約為多元合金共滲+封閉層技術(shù)的1/3,且平均1.4年需要在外側刷防腐漆涂層進(jìn)行維護,費用很高。我國鐵路系統預埋件、航天航空、汽車(chē)制造等領(lǐng)域已將其淘汰。取而代之的是多元合金共滲+封閉層技術(shù)。

      加工成本比多元合金共滲+封閉層技術(shù)較高,雖然使用壽命可達到5-8年,但期間還需多次刷防腐漆涂層進(jìn)行維護,相比較多元合金共滲+封閉層技術(shù),長(cháng)期經(jīng)濟效益不及其一半。

    加工工藝一次成型,成本較傳統電鍍等工藝差別不大,但使用壽命能達到10-15年甚至更長(cháng),且滿(mǎn)足免維護的要求,這對于煤礦的生產(chǎn)來(lái)說(shuō),是一筆無(wú)形的經(jīng)濟效益。所以長(cháng)期計算,經(jīng)濟效益非常顯著(zhù),是科學(xué)和行之有效的


    滲鋅

       粉末滲鋅技術(shù)的原理是,將滲鋅劑與鋼鐵制件置于滲鋅爐中,加熱到400 ℃左右,活性鋅原子則由表及里地向鋼鐵制件滲透。與此同時(shí),鐵原子由內向外擴散,這就在鋼鐵制件的表層形成鋅鐵金屬間化合物,即鍍鋅層。粉末滲鋅技術(shù)源于英國和前蘇聯(lián)。20世紀90年代以來(lái),我國有關(guān)部門(mén)的專(zhuān)家經(jīng)過(guò)潛心研究與實(shí)驗,成功地開(kāi)發(fā)出粉末滲鋅 技術(shù)、系列成套設備和粉末滲鋅產(chǎn)品,獲得了粉末滲鋅設備、爐體回轉式粉末滲 鋅設備及粉末滲鋅螺紋鋼、管材和型材等五項實(shí)用新型國家專(zhuān)利,為在我國全面 推廣這項新技術(shù)提供了技術(shù)保證。

    粉末滲鋅產(chǎn)品的性能
       粉末滲鋅產(chǎn)品的性能良好,概括起來(lái)有以下特點(diǎn):
       一是耐腐蝕性強。腐蝕、銹蝕是鋼鐵材料的天敵。據估算,世界鋼產(chǎn)量約有 十分之一損耗于腐蝕、銹蝕。腐蝕對我國造成的經(jīng)濟損失每年至少在400億元 以上。實(shí)踐證明,在海洋大氣、惡劣的工業(yè)大氣等多種環(huán)境下,滲鋅層的耐蝕性 優(yōu)于熱、電鍍鋅和不銹鋼。在同一種工業(yè)大氣中,不銹鋼腐蝕600天,表面就 布滿(mǎn)銹點(diǎn),而鍍鋅產(chǎn)品腐蝕1600多天,其表面沒(méi)一點(diǎn)銹跡。
       二是耐磨、抗擦傷性能好。滲鋅層表面硬度能達到Hv250~400,而 熱、電鍍鋅制件表面為純鋅,鍍層硬度僅為Hv70左右,因此滲鋅比熱、電鍍鋅耐磨和抗擦傷性能好得多。
       三是生產(chǎn)基本無(wú)污染。在一般情況下,滲鋅生產(chǎn)的前處理只采用拋丸機除銹 清油,且用布袋除塵,能達到國家三級標準。生產(chǎn)中以油燃料作為主要能源,采 用循環(huán)燃燒無(wú)煙排放技術(shù),粉末滲鋅技術(shù)為鋅固體滲,沒(méi)有鋅蒸氣產(chǎn)生,工件與 助劑又在密閉的器具中進(jìn)行滲透和分離,對周?chē)h(huán)境沒(méi)有污染。
       四是鋅消耗量比較低。據了解,熱鍍鋅的鋅消耗量噸產(chǎn)品為100公斤左 右,而粉末滲鋅僅為30公斤左右,只占熱鍍鋅的30%。另外,也沒(méi)有鋅鍋腐蝕這一熱鍍鋅的老大難問(wèn)題。
       五是涂漆后能實(shí)現復合防護。滲鋅產(chǎn)品的滲鋅層均勻且與油漆的結合力為一 級,其復合防護層的耐腐蝕性均優(yōu)于熱、電鍍鋅和滲鋅層。
       六是經(jīng)滲鋅處理的鋼材制件不影響材料的機械性能。滲鋅處理的溫度比熱鍍 鋅低100~280℃,此溫度下吸入鋼基體的氫原子已擴散逸出。因此在應用中沒(méi)有氫脆的危害,也能避免彈簧等一些高強度件因處理溫度高造成機械性能下 降的弊端。


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