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金属表面渗铝工艺的介绍

来源www.xhxy-sl.com点击:35 发布时间:2020-01-14

渗铝是指铝在金属或合金表面扩散渗入的过程,许多金属材料如钢、合金钢、铸铁、热强钢和耐热合金、难熔金属和以难熔金属为基的合金、钛、铜和其他材料都可进行渗铝。渗铝的主要目的在于提高材料的热稳定性、耐磨性和耐蚀性。适用于石油、化工、冶金等工业管道和容器、炉底板、热电偶套管、盐浴坩埚和叶片等。
(1)渗铝层的性能
当钢中铝的质量分数大予8%时,其表面能形成致密的铝氧化膜。但铝含量过高时,钢的脆性增加。
低碳钢渗铝后能在780℃以下长期工作;低于900℃能较长期工作;900 - 980℃仍可比未渗铝工件寿命提高20倍,因此渗铝的抗高温氧化性能好。
(2)渗铝的方法
工业上渗铝主要有三种方法。
①固体粉末渗铝。固体粉末渗铝的主要成分为铝粉、铝铁合金或铝钼合金粉末、氯化物或其活性剂、氧化铝(惰性添加剂)等。粉末渗铝在专用的易熔合金密封的料罐中进行。在固体渗铝中,常用方法之一是活性膏剂渗铝。一种由铝粉、冰晶石和不同比例的其他组分的粉末混合剂,并用水解乙醇硅酸乙酯作为黏结剂涂在工件表面,厚度为3 -5 mm,在70一100℃下烘干20—30 min。为了防氧化,可用特殊涂料覆盖层作为保护剂涂在活性膏剂层的外面。膏荆渗铝的最佳成分为88%( Fe-Al)、10%石英粉、2%NH4CI(活性剂)。
②在铝浴中渗铝。工件在铝浴或铝合金浴中于700-800℃保温一段时间后,就可在表面得到一层渗铝层。这种方法的优点是渗入时间较短,温度不高,但坩埚寿命短,工件上易黏附熔融物和氧化膜,形成脆性的金属化合物。为降低脆性,往往在渗铝后进行扩散退火。
③表面喷镀铝再扩散退火的渗铝法。在经过喷丸处理或喷砂处理的构件表面,使用喷镀专用的金属喷镀装置(电弧喷镀/火焰喷镀等),按规定的工艺规程喷镀铝。铝层厚度为0.7~1.2 mm为防止铝喷镀层熔化、流散和氧化,应在扩散退火前采用保护涂料,然后在920—950℃进行4~6 h扩散退火。