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简述热浸渗铝的过程

来源www.xhxy-sl.com点击:4 发布时间:2021-08-10

热浸渗铝工艺是将工件浸入 700~800 ℃的熔融铝液中,保温3~15 min后,取出在空气中冷却,再放入600~1050 ℃环境中进行热扩散。热浸渗铝工艺流程为:工件表面预处理(包括除油、除锈)→助镀→烘干→热浸镀→热扩散渗铝→冷却→检查质量。热浸渗铝工艺的优点是设备简单,渗层综合性能优异,适于连续生产和小批量生产;缺点是能耗高,铝消耗量大,浸镀层厚度不均匀且比较难控制。热浸渗铝钢的应用受高温限制,当环境温度高于500 ℃时,热浸渗铝钢表面的纯铝会持续向基体扩散,导致表面抗氧化性能降低。

热浸渗铝时发生复杂的物理化学过程,不仅存在液态铝与固态铁间的相互吸附、浸润、溶解和反应,还存在不同元素间的化学作用和物理扩散。渗铝层的形成包括两个过程:熔融铝与合金层界面的向外迁移,合金层与基体钢界面的向内迁移。Heumann等对热浸渗铝钢渗层的形成机理进行了阐述:固态铁与液态铝接触时, 钢材表面存在铁铝原子的相互扩散和界面反应,形成铁铝金属间化合物层。铁原子向铝液中扩散,局部浓度增加到一定程度,在铁铝界面处形成铁铝二元合金相中铁含量最低的FeAI3相,同时由于合金层中铁铝原子浓度不均匀,会形成微小区域的Fe2AI5相。 这是因为一方面; FeAI3相层与基体接触的一侧由于铁原子扩散速率快于铝原子,铁原子浓度增加,FeAI3相转变成Fe2AI5相;另一方面,铁原子穿过FeAl3相层向铝液中扩散,不断形成新的FeAI3相。 铁原子在合金层中的扩散以及Fe2AI5相的长大就是渗层的形成机理。