一种固体粉末渗铬的连续生产方法技术

本发明专利技术公开了一种固体粉末渗铬的连续生产方法，包括以下步骤：(1)工件预埋于粉末状渗铬剂中盛装于承烧盒；(2)渗铬处理：通过输送机构将装有工件和渗铬剂的承烧盒从工件入口送入高温炉中，依次经过高温炉的升温区、保温区和降温区后从工件出口送出完成渗铬处理，所述的高温炉内通入保护气体且流动方向与工件移动方向相反，保温区中氧气含量低于100PPM，露点低于‑35℃。本发明专利技术为针对现有工艺的不足点，对渗铬工艺进行了改进，使得渗铬可以实现连续生产，因此比现有的密封式加工难度大大降低，设备要求低，生产效率提高，高温炉无需重复加热‑冷却而导致热能的大量损耗，环保节能，处理成本大约为密封式加工的1/5到1/8，可以大大的扩展了渗铬产品的适用范围。

【技术实现步骤摘要】
一种固体粉末渗铬的连续生产方法
本专利技术涉及金属表面处理领域，特别是一种固体粉末渗铬的连续生产方法。
技术介绍
为了改善金属的耐热耐蚀性及抗氧化性，提高持久强度和疲劳强度，将金属件例如钢铁制件放在渗铬的介质中加热，新生的活性铬渗入钢铁件表层，使其表面具有耐蚀性和耐热性，这样就可以用普通的钢材代替较昂贵的不锈钢。现有渗铬的工艺有固体粉末渗铬、气体渗铬、盐浴渗铬等。以最常用的固体渗铬为例，由于要控制炉膛内渗铬环境中的氧气和水的含量，其基本为静止密封式的。通常模具零件的固体渗铬是在渗铬罐内进行，渗铬罐用不锈钢或耐热钢制成。把模具埋在渗铬剂内装箱后，先盖上内层箱盖，预热使渗铬剂中的NH4Cl部分分解，排除渗罐内残留空气；然后立即用水玻璃耐火泥封住内层箱盖并烘干，内外层间用铸铁屑填满，以减少和防止渗剂和工件氧化，再以耐火泥封好外层箱盖；然后通过密封并抽真空的马弗炉加热到1050℃～1100℃，保温5～10h；最后随炉冷至600℃，出炉空冷。如中国专利201710901570.1，其公开了一种固体粉末法渗铬工艺，具体是将零件装入铺好渗剂的料盒，把料盒置于马弗炉底部，利用机械泵对罐体抽真空，真空度-0.01MPA(压力表)，将渗罐加热至渗铬保温温度。该种工艺由于密封环境的限制，无法实现工件的连续加工，只能整炉加热至高温再待整炉冷却后工件才能出炉，整个工序时间漫长，非常不利于节能环保，且设备要求高，投资巨大，导致每吨工件的处理费用高达2.4万元以上，目前一般只应用在军工、航天、航海、汽车等领域中对产品要求较高的零部件上，大大限制渗铬处理在其他产品上的应用。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术的目的是提供一种固体粉末渗铬的连续生产方法，其生产效率提高，节能环保，设备要求不高，成本大幅下降。本专利技术的目的是这样实现的：一种固体粉末渗铬的连续生产方法，其特征在于包括以下步骤：(1)工件预埋：将工件预埋入粉末状渗铬剂中盛装于承烧盒，或者，先将粉末状渗铬剂加入溶剂调成糊状，包裹工件表面，盛装于承烧盒，烘干溶剂后进入高温炉或在高温炉升温段使溶剂被全部烘干；(2)渗铬处理：采用一端具有工件入口另一端具有工件出口的高温炉，通过输送机构将装有工件和渗铬剂的承烧盒从工件入口送入高温炉中，依次经过高温炉的升温区、保温区和降温区后从工件出口送出完成渗铬处理，所述的高温炉内通入保护气体且保护气体的流动方向与工件移动方向相反，所述保温区中氧气含量低于100PPM，露点低于-35℃。所述的渗铬处理的温度曲线为：从工件入口处的温度到保温区温度的区域为升温区，承烧盒经过升温区时间为5分钟～2小时；保温区的温度在900～1300℃范围内，承烧盒经过时间为2～30小时；从保温区的温度到300℃以下的区域为降温区，承烧盒经过降温区时间为10分钟～30小时。所述的升温区、降温区中温度在900℃以上的区域氧气含量低于100PPM，露点低于-35℃。所述高温炉至少在降温区设置一个第一保护气体进气口；在升温区和降温区上部分别设有排气阀门可调的第一排气烟囱和第二排气烟囱，且第一排气烟囱的排气阀门的开口大于第二排气烟囱的排气阀门开口；当保温区长度大于6米时在保温区内设置有第二保护气体进气口，当保温区长度小于等于6米时在保温区内设置或不设置第二保护气体进气口；所述高温炉内的压力小于1个大气压。所述高温炉至少在保温区内设置有用于监测氧气含量的氧气含量仪以及用于监测水份含量的露点仪。所述的承烧盒是敞口的或是加盖密封的，所述的承烧盒与输送机构是连接成一体的或是各自独立的；所述的输送机构为输送带或输送辊筒。所述的工件入口和工件出口处设置有挡帘。所述工件为中空产品时，工件内部也填充有粉末状渗铬剂。所述的粉末状渗铬剂包括有占重量百分比含量至少10％的铬粉，所述的铬粉为50目～500目大小；所述的铬粉选自纯Cr粉末、Cr-Fe粉末、Cr2O3粉末、CrCl2粉末或高碳Cr粉末的至少一种；所述的粉末状渗铬剂还包括惰性填充剂氧化铝或氧化镁、和/或稀土元素。所述的保护气体为惰性气体，或是惰性气体和还原气体的混合气体。本专利技术为针对现有工艺的不足点，对渗铬工艺进行了改进，使得渗铬可以实现连续生产，因此比现有的密封式加工难度大大降低，设备要求低，生产效率提高，高温炉无需重复加热-冷却而导致热能的大量损耗，环保节能，处理成本大约为密封式加工的1/5到1/8，可以大大的扩展了渗铬产品的适用范围。附图说明图1是本专利技术实施例1高温炉的结构示意图；图2是本专利技术实施例1高温炉的内部结构示意图；图3是本专利技术实施例2高温炉的内部结构示意图；图4是本专利技术的预埋有工件入的承烧盒的剖面图；图5是本专利技术渗铬工艺的温度曲线。具体实施方式本专利技术是一种固体粉末渗铬的连续生产方法，其包括以下步骤：(1)工件预埋：如图4所示，将工件11预埋入粉末状渗铬剂12中，盛装于承烧盒13，或者，也可以先将粉末状渗铬剂12加入溶剂调成糊状，包裹工件11表面，盛装于承烧盒13，烘干溶剂后进入高温炉2或在延长高温炉2升温段使溶剂被全部烘干，以便下一步利用高温下活性铬直接与工件11的金属表面(例如铁)进行交换扩散。粉末状渗铬剂12尽量均匀覆盖包裹各个工件11的表面。当所述工件为中空产品时，工件内部优选也填充有粉末状渗铬剂。溶剂优选为水或其他不不易燃易挥发无残留的有机溶剂。(2)渗铬处理：如图1-图3所示，采用一端具有工件入口21另一端具有工件出口22的高温炉2，通过输送机构23将装有工件11和渗铬剂12的承烧盒13从工件入口21送入高温炉2中，依次经过高温炉2的升温区24、保温区25和降温区26后从工件出口22送出完成渗铬处理，所述的高温炉2内通入保护气体且保护气体的流动方向(图1箭头所示)与工件移动(图2箭头所示)方向相反，其中至少在所述保温区25中氧气含量低于100PPM，露点低于-35℃。渗铬处理时需要严控气氛中的含水量及含氧量，这样的目的是防止工件在渗铬时该些氧化元素影响渗铬的速度和结合力。由于渗铬是个反应时间比较长的过程，靠分子置换的过程实现，而氧化过程是化学反应，会很快实现，因此如果有氧、水时高温下工件表面会被首先氧化，所以控制含氧量和含水量是渗铬的最关键要点。更优选的，氧气含量低于50PPM，露点低于-45℃。优选的，所述的渗铬处理的温度曲线如图5所示：从工件入口21处温度到保温区温度的区域为升温区24，承烧盒13经过升温区24时间为5分钟～2小时；保温区25的温度在900～1300℃(此温度以及随后所述温度均指炉内工件表面实际温度)范围内，承烧盒经13过时间为2～30小时；从保温区25的温度到300℃以下的区域为降温区26，承烧盒13经过降温区26时间为10分钟～3小时。高温炉2可以在各区设置感温探管27来对温度进行监测，以确保炉膛内温度均匀。优选的，所述的升温区24、降温区26中温度在900℃以上的区域氧气含量也低于100PPM，露点也低本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种固体粉末渗铬的连续生产方法，其特征在于包括以下步骤：(1)工件预埋：将工件预埋入粉末状渗铬剂中盛装于承烧盒，或者，先将粉末状渗铬剂加入溶剂调成糊状，包裹工件表面，盛装于承烧盒，烘干溶剂后进入高温炉或在高温炉升温段使溶剂被全部烘干；(2)渗铬处理：采用一端具有工件入口另一端具有工件出口的高温炉，通过输送机构将装有工件和渗铬剂的承烧盒从工件入口送入高温炉中，依次经过高温炉的升温区、保温区和降温区后从工件出口送出完成渗铬处理，所述的高温炉内通入保护气体且保护气体的流动方向与工件移动方向相反，所述保温区中氧气含量低于100PPM，露点低于-35℃。/n

【技术特征摘要】
1.一种固体粉末渗铬的连续生产方法，其特征在于包括以下步骤：(1)工件预埋：将工件预埋入粉末状渗铬剂中盛装于承烧盒，或者，先将粉末状渗铬剂加入溶剂调成糊状，包裹工件表面，盛装于承烧盒，烘干溶剂后进入高温炉或在高温炉升温段使溶剂被全部烘干；(2)渗铬处理：采用一端具有工件入口另一端具有工件出口的高温炉，通过输送机构将装有工件和渗铬剂的承烧盒从工件入口送入高温炉中，依次经过高温炉的升温区、保温区和降温区后从工件出口送出完成渗铬处理，所述的高温炉内通入保护气体且保护气体的流动方向与工件移动方向相反，所述保温区中氧气含量低于100PPM，露点低于-35℃。


2.根据权利要求1所述的固体粉末渗铬的连续生产方法，其特征在于：所述的渗铬处理的温度曲线为：从工件入口处的温度到保温区温度的区域为升温区，承烧盒经过升温区时间为5分钟～2小时；保温区的温度在900～1300℃范围内，承烧盒经过时间为2～30小时；从保温区的温度到300℃以下的区域为降温区，承烧盒经过降温区时间为10分钟～30小时。


3.根据权利要求1所述的固体粉末渗铬的连续生产方法，其特征在于：所述的升温区、降温区中温度在900℃以上的区域氧气含量低于100PPM，露点低于-35℃。


4.根据权利要求1所述的固体粉末渗铬的连续生产方法，其特征在于：所述高温炉至少在降温区设置一个第一保护气体进气口；在升温区和降温区上部分别设有排气阀门可调的第一排气烟囱和第二排气烟囱，且第一排气烟囱的排气阀门的开口大于第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：佛山市智晓科技服务有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44