一种超音频感应加热快速热浸渗铝工艺制造技术

一种超音频感应加热快速热浸渗铝工艺，其步骤为：①、除油；②、酸洗除锈；③、水洗；④、表面活化；⑤、助渗；⑥、烘干；⑦、超音频感应加热快速渗铝。其优点是：①、降低了酸洗液的浓度和消耗量，大大提升了除锈速度；②、热渗铝温度低，渗铝过程短；③、与传统电阻渗铝炉加热方式相比，感应加热方式电能利用率提高20%以上，且年产量提升1倍以上；④、较传统扩散型渗铝钢材料相比，本工艺制备的渗铝钢新材料保留了纯铝层和柱状共晶状态铁铝合金层，材料兼备耐蚀性、耐热性、耐磨性、光热反射性；消除了表面脆性区；弯曲性能及冲压成型性能有较大提高；抗热冲击性及热疲劳性均提升10%以上。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种超音频感应加热快速热浸渗铝工艺，其步骤为：①、除油；②、酸洗除锈；③、水洗；④、表面活化；⑤、助渗；⑥、烘干；⑦、超音频感应加热快速渗铝。其优点是：①、降低了酸洗液的浓度和消耗量，大大提升了除锈速度；②、热渗铝温度低，渗铝过程短；③、与传统电阻渗铝炉加热方式相比，感应加热方式电能利用率提高20%以上，且年产量提升1倍以上；④、较传统扩散型渗铝钢材料相比，本工艺制备的渗铝钢新材料保留了纯铝层和柱状共晶状态铁铝合金层，材料兼备耐蚀性、耐热性、耐磨性、光热反射性；消除了表面脆性区；弯曲性能及冲压成型性能有较大提高；抗热冲击性及热疲劳性均提升10%以上。【专利说明】一种超音频感应加热快速热浸渗铝工艺
本专利技术涉及金属热处理
，具体地说是一种超音频感应加热快速热浸渗铝工艺。
技术介绍
渗铝是钢铁防护的有效措施之一，其能显著提高钢铁在强腐蚀介质和氧化介质中的耐蚀性、耐热性，但是传统采用电阻加热扩散渗铝工艺温度高、周期长、成本高、产量低，渗铝钢件存在表面脆性、易变形、表面无纯铝层、加热设备寿命短等缺陷。虽然我国80年代已对快速电加热和高频感应加热渗铝进行研究，实验结果表明通过电流快速加热渗铝的方法能明显改善渗铝件的机械性能和外观质量，但这些研究均是以膏剂法渗铝为前提，多处在实验室阶段，至今无法实现规模化、产业化、效益化，这也阻碍了快速渗铝技术的工业化应用。
技术实现思路
本专利技术的目的是利用超音频感应加热技术，缩短扩散渗铝的周期、加速热渗铝速度、控制渗层深度、改善渗铝产品的综合性能以及外观质量。 本专利技术一种超音频感应加热快速热浸渗铝工艺，其步骤如下:①、除油:将钢件化学脱脂、在400°C飞00°C烘烧除油处理5?10分钟，至表面干净无油为止；②、酸洗除锈:将除油后的钢件从加热炉中取出，浸入含2%硫酸、15%盐酸、余量为水且装有电流发生装置的混合酸洗液内，经2?3分钟的酸洗后将钢件取出；③、水洗:除锈完毕的钢件，用高压水冲洗Γ2次；④、表面活化:将冲洗后的钢件立即浸入含1.8%无水四硼酸钠、2%亚硝酸钠、30%氢氧化钠、余量为水的活化液内30秒；⑤、助渗:将活化后的钢件取出，立即浸入含0.3%四氟化锆、0.12%氟锆酸钠、0.05% 二氧化锆、0.05%高锰酸钾、余量为水的助渗液内2?3分钟；⑥、烘干:将助渗后的钢件放置在300°C的温度条件下烘干3分钟；⑦、超音频感应加热快速渗铝:将烘干后的钢件立即浸入装有铝液的超音频感应加热设备中进行热浸渗铝反应，反应温度为680°C ?700°C、时间为2?3分钟。 本专利技术一种超音频感应加热快速热浸渗铝工艺，其优点是:①、降低了酸洗液的浓度和消耗量，大大提升了除锈速度；②、热渗铝温度低，渗铝过程短；③、与传统电阻渗铝炉加热方式相比，感应加热方式电能利用率提高20%以上，且年产量提升I倍以上；④、较传统扩散型渗铝钢材料相比，本工艺制备的渗铝钢新材料保留了纯铝层和柱状共晶状态铁铝合金层，材料兼备耐蚀性、耐热性、耐磨性、光热反射性；消除了表面脆性区；弯曲性能及冲压成型性能有较大提高；抗热冲击性及热疲劳性均提升10%以上。 【具体实施方式】 实施例一:一种超音频感应加热快速热浸渗铝工艺如下:①、除油:将钢件化学脱脂、在400°C烘烧除油处理10分钟，至表面干净无油；②、酸洗除锈:将除油后的钢件从加热炉中取出，浸入含2%硫酸、15%盐酸、余量为水且装有电流发生装置的混合酸洗液内，经2?3分钟的快速酸洗后将钢件取出；③、水洗:除锈完毕的钢件，用高压水冲洗Γ2次；④、表面活化:将冲洗后的钢件立即浸入含1.8%无水四硼酸钠、2%亚硝酸钠、30%氢氧化钠、余量为水的活化液内30秒；⑤、助渗:将活化后的钢件取出，立即浸入含0.3%四氟化锆、0.12%氟锆酸钠、0.05% 二氧化锆、0.05%高锰酸钾、余量为水的助渗液内2?3分钟；⑥、烘干:将助渗后的钢件放置在300°C的温度条件下烘干3分钟；⑦、超音频感应加热快速渗铝:将烘干后的钢件立即浸入装有含0.7%铅、0.06%锑的铝液中进行热浸渗铝反应2?3分钟，反应温度为680°C。 实施例二:一种超音频感应加热快速热浸渗铝工艺如下:①、除油:将钢件化学脱脂、在500°C烘烧除油处理5分钟，至表面干净无油；②、快速酸洗除锈:将除油后的钢件从加热炉中取出，浸入含2%硫酸、15%盐酸、余量为水且装有电流发生装置的混合酸洗液内，经2?3分钟的酸洗后将钢件取出；③、水洗:除锈完毕的钢件，用高压水冲洗Γ2次；④、表面活化:将冲洗后的钢件立即浸入含1.8%无水四硼酸钠、2%亚硝酸钠、30%氢氧化钠、余量为水的活化液内30秒；⑤助渗:将活化后的钢件取出，立即浸入含0.3%四氟化锆、0.12%氟锆酸钠、0.05% 二氧化锆、0.05%高锰酸钾、余量为水的助渗液内2?3分钟；⑥、烘干:将助渗后的钢件放置在300°C的温度条件下烘干3分钟；⑦、超音频感应加热快速渗铝:将烘干后的钢件立即浸入装有纯铝液的超音频感应加热设备中进行热浸渗铝反应2?3分钟，反应温度为700°C。 本文中超音频感应加热电源的设备参数为频率15 kHz、功率800 kw。 本文中电流发生装置为一般常用电流发生装置。 本文中所使用的活化液配方与助渗液配方，有效防止钢件表面的二次氧化，明显改善钢件渗铝后的表面质量，减少漏渗可能性。 本文中超音频感应加热快速热浸渗铝工艺中电能的利用率可达60°/Γ70%。 本文中所述铝液为纯铝液，或者多种熔点低于钢件的金属或合金的组合铝液。 本文中热浸铝时，感应加热电源在钢件表面产生的感应涡流，加热速度达80°c ?120°C /秒，钢材表面可在数秒内形成奥氏体化，并完成晶粒细化的过程，有助于短时间内完成共晶铁铝合金的组织转变。同时钢件表面产生集肤效应，可有效控制渗层深度在十几微米以内，保证产品机械性能不受破坏，不产生表面脆性区。 本专利技术一种超音频感应加热快速热浸渗铝工艺，其优点是:①、降低了酸洗液的浓度和消耗量，大大提升了除锈速度；②、热渗铝温度低，渗铝过程短；③、与传统电阻渗铝炉加热方式相比，感应加热方式电能利用率提高20%以上，且年产量提升I倍以上；④、较传统扩散型渗铝钢材料相比，本工艺制备的渗铝钢新材料保留了纯铝层和柱状共晶状态铁铝合金层，材料兼备耐蚀性、耐热性、耐磨性、光热反射性；消除了表面脆性区；弯曲性能及冲压成型性能有较大提高；抗热冲击性及热疲劳性均提升10%以上。 以上所述仅为本专利技术的较佳实施例，并不用以限制本专利技术，凡在本专利技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。【权利要求】1.一种超音频感应加热快速热浸渗铝工艺，其步骤具体如下: ①、除油:将钢件化学脱脂、在400°c飞00°C烘烧除油处理5?10分钟，至表面干净无油为止； ②、酸洗除锈:将除油后的钢件从加热炉中取出，浸入装有电流发生装置的酸洗液内，经2?3分钟酸洗后将钢件取出； ③、水洗:除锈完毕的钢件，用高压水冲洗Γ2次； ④、表面活化:将冲洗后的钢件立即浸入活化液内30秒； ⑤、助渗:将活化后的钢件取出，立即浸入助渗液内2?3分钟； ⑥、烘干:将助渗后本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超音频感应加热快速热浸渗铝工艺，其步骤具体如下：①、除油：将钢件化学脱脂、在400℃~500℃烘烧除油处理5 ~10分钟，至表面干净无油为止；②、酸洗除锈：将除油后的钢件从加热炉中取出，浸入装有电流发生装置的酸洗液内，经2~3分钟酸洗后将钢件取出；③、水洗：除锈完毕的钢件，用高压水冲洗1~2次；④、表面活化：将冲洗后的钢件立即浸入活化液内30秒；⑤、助渗：将活化后的钢件取出，立即浸入助渗液内2~3分钟；⑥、烘干：将助渗后的钢件放置在300℃的温度条件下烘干3分钟；⑦、超音频感应加热快速渗铝：将烘干后的钢件立即浸入装有铝液的超音频感应加热设备中进行热浸渗铝反应，反应温度为680℃~700℃、时间为2~3分钟。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王丽春，费新诚，
申请(专利权)人：武汉天聪创意科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42