本发明属于金属表面化学热处理方法。 铝硅共渗钢有优良的耐热性和抗多种介质腐蚀的能力,并具有良好的耐磨性和耐渗透性,它可以部分取替耐蚀、耐热钢的应用。
目前铝硅共渗的方法较多,但有些工艺不够完善,导致铝硅共渗钢质量不佳,限制了铝硅共渗钢的应用;苏联一种碳钢铝硅共渗的渗剂成分为:30%稀土元素,55%硅、8%铝和铁(余量),这种渗剂不但成本高,且渗剂各组分密度差异较大,不易混合均匀,难于保证渗层的铝硅含量和渗层的均匀性。
本发明的目的是克服以上铝硅共渗方法存在的不足,提供一种使得渗件无需表面热处理,充分保证渗层铝硅含量和厚度的均匀性,易于加工大型工件的铝硅共渗方法及其设备。
本发明提出的铝硅共渗剂的组成为:铝粉、青砖粉、卤化物催渗剂、压铸铝灰;
本发明铝硅共渗剂的配比(重量百分比)为:1~5铝粉(40~200目)、0.1~6青砖粉(40~200目)、0.5~6卤化物催渗剂、98.4~83底料;其底料的配比(重量百分比)为:20~35铝粉(40~200目)、25~50青砖粉(40~200目)、50~15压铸铝灰。
本发明的铝硅共渗剂中加入卤化物(如NH4Cl),其为强催渗剂,使铝硅共渗时间缩短,提高生产效率,同时它还同氧化铁反应产生FeNH3cl黑色物,脱离工件表面。
另外铝粉还与铁锈作用置换出铁锈中的铁,同时形成氧化铝,从而除去铁锈或其它有机物。
本发明青砖粉在渗剂中占有较大的比例,其主要提供渗硅成分,它的使用节约了大量的硅粉、碳化硅、二氧化硅等渗硅剂,该组分来源容易,价格低廉,加工又很方便,该组分可以消除渗剂地结块现象,并使渗件表面避免了脆性物的出现,渗层光滑致密无孔、无剥落。
本发明渗剂各组分比重相近,极易搅拌均匀,使渗层厚度均匀并保证了渗层的铝硅含量。
本发明渗件之间不必留有固定间隙,直接合理堆放就可以得到优良的渗层,节省了有效空间和大量人力物力,进一步降低了生产成本。
本发明渗剂的比重小、重量轻,这样既有利于大构件的加工,又给吊装带来极大的方便。
本发明工件在渗箱内加热渗铝硅的温度为850~1000℃,时间一般为2-8小时,主要据所需铝硅层厚度而定。
附图1提供了渗铝硅箱的结构示意图;本发明所提出的渗铝硅的设备即渗铝硅箱的结构主要由箱体(5)、隔板(2)、孔(1)、箱盖(3)、焦炭(4)构成,本发明在箱体(5)内的上部位置设置了隔板(2),用以在隔板上放置适量的焦炭,以便在高温下焦炭和氧发生反应,形成CO2和CO气体,有效地防止渗剂的烧损和渗件高温氧化的作用。
隔板上的空间可以容纳因填料在高温下的膨胀和渗剂的膨胀而产生的多余渗剂,避免了箱体可能被胀裂现象的发生。
本发明共渗箱的隔板上开有孔,其具有排气作用,使渗剂在加热过程中产生的气体从箱内顺利逸出,避免憋压现象的发生。
本发明铝硅共渗箱仅只需将箱盖扣放在渗箱体上即可,从而解决了现有渗箱中需用高温粘接剂,高温粘土封闭(在箱盖处)且带来的渗氧现象。
简易之本发明产生的效果在于:不但减少了工件表面予处理工序,而且渗剂的配方合理,价廉易得,便于控制渗层厚度和铝硅含量,工件变形量小,设备简单,操作方便,铝硅共渗成本低。
本发明实施例:
1、工件为2000×25×2毫米碳钢管,铝硅共渗剂配方重量百分比为:4%铝粉(50目)、2.5%青砖粉、0.5%氯化铵,余量为底料,其中底料为:35%铝粉、25%青砖粉、40%压铸铝灰。渗铝硅温度950℃,时间4小时,渗层厚度0.15毫米,渗层硅含量7.5%,铝含量21%,表面显银灰色,渗层光滑致密。
2、工件为2000×400×180毫米碳钢波纹填料,铝硅共渗剂配方重量百分比为:4%铝粉、5%青砖粉、0.5%氯化铵,余量为底料,其中底料为:35%铝粉、35%青砖粉、压铸铝灰30%,渗铝硅温度为930℃,时间4小时,渗层厚度0.1毫米,渗层硅含量7%,铝含量18%。