一種金屬構(gòu)件表面處理方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種金屬構(gòu)件表面處理方法，包括如下步驟：第一步，金屬構(gòu)件的前處理；第二步，配置合金滲劑；第三步，進(jìn)行合金滲透；第四步，冷卻分離；第五步，堿性電解拋光，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的金屬構(gòu)件表面處理方法，具有以下優(yōu)點(diǎn)：極大的提高了金屬構(gòu)件的耐磨和抗沖擊性能，因而能有效的延長金屬構(gòu)件的使用壽命；另外，在對(duì)金屬構(gòu)件進(jìn)行處理的過程中，環(huán)保性能好，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。
【專利說明】
-種金屬構(gòu)件表面處理方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明設(shè)及一種金屬構(gòu)件表面處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 對(duì)金屬構(gòu)件的表面進(jìn)行處理，是一種行之有效的提高金屬構(gòu)件機(jī)械性能的方法， 目前對(duì)于金屬構(gòu)件的表面處理，主要有W下幾種工藝方法：
[0003] 第一、滲鋒工藝:將滲劑與金屬構(gòu)件置于滲鋒爐中，加熱到400度左右，鋒原子與金 屬構(gòu)件滲透。滲鋒工藝優(yōu)點(diǎn)是滲層比較厚而且其與鋒的結(jié)合方式是熱擴(kuò)散結(jié)合，所W非常 牢固，其缺點(diǎn)是處理后表面為灰黑色，外觀很差，表面非常粗糖難W進(jìn)一步處理，而且其耐 腐蝕性能也比較低，中性鹽霧試驗(yàn)僅能維持在300小時(shí)W內(nèi)，如果想提高鹽霧性能就必須增 加滲層厚度，而對(duì)于許多需要精密配合的產(chǎn)品如螺紋類產(chǎn)品增加滲層厚度后產(chǎn)品就需加大 尺寸，其螺紋配合間隙等都需要進(jìn)一步調(diào)整，使產(chǎn)品使用時(shí)可靠性大大降低.
[0004] 第二、電鍛鋒工藝:就是利用電解在金屬構(gòu)件表面形成均勻，致密，結(jié)合力良好的 鋒沉積層，電鍛鋒盡管表面鍛層光亮，但耐腐蝕性能比較差，而且厚度也就5-lOum，中性鹽 霧試驗(yàn)很難通過120小時(shí)。同時(shí)電鍛鋒層表面硬度僅為80HV，結(jié)合力和耐磨性都比較差，傳 統(tǒng)電鍛鋒工藝需要酸洗，純化等會(huì)對(duì)水資源造成嚴(yán)重污染。
[0005] 第=、熱鍛鋒工藝:就是將金屬構(gòu)件浸入烙融的鋒液中，使其表面附著鋒層，從而 達(dá)到防腐蝕的目的，熱鍛鋒的優(yōu)點(diǎn)是產(chǎn)量高，抗腐蝕能力高于電鍛鋒，但熱鍛鋒件表面鋒層 比較疏松，會(huì)在產(chǎn)品表面形成鋒渣、鋒瘤，難W控制產(chǎn)品表面尺寸精度，尤其是兩種構(gòu)件尺 寸需要精密配合的產(chǎn)品，鋒渣和鋒瘤會(huì)造成產(chǎn)品尺寸難W配合。其中性鹽霧試驗(yàn)很難通過 240小時(shí)，熱鍛鋒表面硬度僅為80HV，耐磨性差，同時(shí)熱鍛鋒生產(chǎn)時(shí)前處理工序需要酸洗，會(huì) 對(duì)水源造成嚴(yán)重污染，熱鍛鋒爐是開放式結(jié)構(gòu)也會(huì)在空氣中產(chǎn)生大量二氧化硫、氮氧化物、 一氧化物、煙塵等=廢污染物。
[0006] 綜上所述，上述幾種表面處理方法，均存在諸多不足。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明要解決的問題是：提供一種金屬構(gòu)件表面處理方法，該方法解決了現(xiàn)有技 術(shù)存在的缺點(diǎn)，使金屬構(gòu)件產(chǎn)品在處理過程中無污染、零排放、綠色環(huán)保，金屬構(gòu)件在使用 該復(fù)合工藝處理后實(shí)現(xiàn)了表面光亮、不影響產(chǎn)品配合尺寸、無氨脆現(xiàn)象及超高的耐腐蝕性 能，中性鹽霧試驗(yàn)可超過2000小時(shí)，由于處理過程中添加了多種合金成份，因而經(jīng)本發(fā)明的 處理方法處理過的金屬構(gòu)件，其表面比單一滲鋒與鍛鋒硬度更高，表面硬度可達(dá)到400HV， 極大的提高了產(chǎn)品的耐磨、抗沖擊性能，延長了使用壽命。
[000引另外，本發(fā)明的納米多元合金表面處理方法，是一種先進(jìn)的綠色環(huán)保表面處理技 術(shù)，符合當(dāng)前鋼鐵構(gòu)件防腐工程發(fā)展趨勢(shì)，在鋼鐵材料防腐工程領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用前景。
[0009] 為了解決上述問題，本發(fā)明的金屬構(gòu)件表面處理方法，包括如下步驟：
[0010] 第一步，金屬構(gòu)件的前處理:在采用超聲波清洗機(jī)內(nèi)加入堿性除油粉，對(duì)金屬構(gòu)件 進(jìn)行表面除油，除油后將金屬構(gòu)件進(jìn)行表面拋丸活化處理，之后再將金屬構(gòu)件裝入回轉(zhuǎn)滾 筒中；除油過程中產(chǎn)生的污水吸入過濾裝置，進(jìn)行油水分離，油水分離之后的清洗油可由廢 油處理廠回收利用，拋丸過程采用金屬拋丸進(jìn)行處理，粉塵自動(dòng)分離。
[0011] 本步驟中，除油過程中的水可W實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用，清洗油可由廢油處理廠回收利用， 拋丸過程采用金屬拋丸處理，粉塵自動(dòng)分離，因此，本步驟不會(huì)對(duì)環(huán)境造成影響。
[0012] 第二步，配置合金滲劑:合金滲劑按重量百分比計(jì)，包括80-85 %的鋒粉，10-15 % 的儀粉，3-5%的氧化姉粉末，0.2%的作為活化劑的氯化錠，上述組份混合后，進(jìn)行高能球 磨處理，處理后的粉末為微納米級(jí)，粉末粒度直徑范圍為10um-300um，合金滲劑添加量為每 噸金屬構(gòu)件15-3化g，同時(shí)每噸金屬構(gòu)件需要添加100-150kg石英砂作為爐料，W防止金屬 構(gòu)件與合金滲劑在滾動(dòng)過程中雜質(zhì)和粉塵在產(chǎn)品表面粘結(jié)，其對(duì)合金層也有一定的摩擦作 用，可將附著雜物清理掉，使合金層更容易滲入金屬構(gòu)件基體。
[0013] 第=步，進(jìn)行合金滲透:將拋丸活化處理后的金屬構(gòu)件及合金滲劑加入回轉(zhuǎn)滾筒 中，然后將回轉(zhuǎn)滾筒放入電加熱箱中，回轉(zhuǎn)滾筒的轉(zhuǎn)速設(shè)定為5-15轉(zhuǎn)/分鐘，加熱溫度設(shè)定 為300-380°C，加熱升溫時(shí)間控制在40分鐘W內(nèi)，當(dāng)溫度升高至350-380°C后，保持該加熱溫 度60-80分鐘，即可完成金屬構(gòu)件的合金滲透，在金屬構(gòu)件的表面形成多元合金層。
[0014] 本步驟中，合金滲透過程全部在密閉的回轉(zhuǎn)滾筒中進(jìn)行，采用電加熱方式，對(duì)環(huán)境 沒有污染。
[0015] 第四步，冷卻分離:滲透加工完成后，將回轉(zhuǎn)滾筒從加熱爐移至另一個(gè)回轉(zhuǎn)工裝， 回轉(zhuǎn)滾筒繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，同時(shí)利用吹風(fēng)裝置對(duì)回轉(zhuǎn)滾筒的表面降溫，等測(cè)得回轉(zhuǎn)滾筒溫度低于 10(TC時(shí)，將回轉(zhuǎn)滾筒蓋拆開，拆開后在回轉(zhuǎn)滾筒的上方和回轉(zhuǎn)工裝的上方設(shè)置粉塵隔離裝 置，再將粉塵隔離裝置的開口密封，最后利用電機(jī)帶動(dòng)回轉(zhuǎn)滾筒將金屬構(gòu)件倒出，同時(shí)回轉(zhuǎn) 工裝上設(shè)有振動(dòng)篩，在振動(dòng)篩的作用下會(huì)將爐料和金屬構(gòu)件自動(dòng)分離。
[0016] 本步驟中，由于回轉(zhuǎn)滾筒和回轉(zhuǎn)工裝的上部設(shè)有粉塵隔離裝置，因而該步驟中產(chǎn) 生的粉塵被粉塵隔離裝置完全隔離，不會(huì)泄露到車間內(nèi)，因此無粉塵污染。
[0017] 第五步，堿性電解拋光：將冷卻分離后的金屬構(gòu)件用純凈水洗凈，然后在溫度為 15-35度，電流密度為lA-3A/dm2的條件下在電解槽中進(jìn)行電解拋光，電解拋光時(shí)需要將金 屬構(gòu)件作為陰極，鋒板作為陽極，電解溶液為堿性無氯電解液，每升該電解液中包含氧化鋒 7-lOg，硫酸儀8g-12g，氨氧化鋼120-135g，S乙醇胺12-24g，徑基乙二胺l-2.2g，其余成份 為去離子水，電解時(shí)間為60-80分鐘；電解槽為全密封形式，電解槽上部設(shè)有塑料空氣罩，電 解完成后，對(duì)電解完成后的金屬構(gòu)件進(jìn)行清洗，清洗的時(shí)候，首先將金屬構(gòu)件浸入第一水洗 槽清洗，然后再進(jìn)入第二水洗槽清洗，第一個(gè)洗槽內(nèi)設(shè)有加熱裝置，槽液溫度控制在70-90 °C之間，形成熱蒸發(fā)效果，當(dāng)測(cè)得第一水洗槽內(nèi)的溶液被蒸發(fā)到濃度與電解槽內(nèi)的電鍛溶 液濃度相同時(shí)，將第一水洗槽內(nèi)的溶液添加到電解槽中，然后再將第二水洗槽中的溶液加 入到第一水洗槽中，第二水洗槽中則加入清水繼續(xù)對(duì)金屬構(gòu)件進(jìn)行清洗，待到第一水洗槽 中的溶液被蒸發(fā)到與電解槽中的溶液的濃度相同時(shí)，再次將該溶液添加到電解槽中，第二 水洗槽中的溶液則再次加入到第一水洗槽中，第二水洗槽中再次加入清水，如此循環(huán)往復(fù)， 運(yùn)樣整個(gè)電解過程中，只需添加清水，無廢水廢液排出，從而實(shí)現(xiàn)了廢水廢液的零排放，金 屬構(gòu)件在第二水洗槽中清洗干凈后，將其取出驚干即可。
[0018] 本步驟中，無廢水廢液排出，因而也不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。
[0019] 進(jìn)一步，本發(fā)明的金屬構(gòu)件表面處理方法，所述鋒粉的純度>99.5%。
[0020] 進(jìn)一步，本發(fā)明的金屬構(gòu)件表面處理方法，所述回轉(zhuǎn)滾筒為薄壁六角回轉(zhuǎn)滾筒。
[0021] 采用W上技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有W下優(yōu)點(diǎn)：
[0022] 經(jīng)本發(fā)明的處理方法處理后的金屬構(gòu)件，極大的提高了金屬構(gòu)件的耐磨和抗沖擊 性能，因而能有效的延長金屬構(gòu)件的使用壽命;另外，在對(duì)金屬構(gòu)件進(jìn)行處理的過程中，環(huán) 保性能好，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。
[0023] 經(jīng)本發(fā)明的處理方法處理后的金屬構(gòu)件，具有W下特點(diǎn)：
[0024] (1)合金層厚度均勻性好且可W控制
[0025] 合金層厚度只取決于工藝參數(shù)，與構(gòu)件的形狀和部位無關(guān)。對(duì)帶有螺紋、內(nèi)壁或凹 槽等形狀復(fù)雜的制件，通過嚴(yán)格的工藝控制可獲得10皿~60WI1之間任意厚度的滲鍛合金 層，其厚度均勻、表面平整。
[0026] (2)合金層硬度高、耐磨損、抗劃傷能力強(qiáng)
[0027] 經(jīng)本發(fā)明方法處理后的合金合金層表面硬度高于35HRC，是目前各種表面處理工 藝鋒合金層中最硬的，普通機(jī)械加工都較為困難，因此其耐磨損、抗劃傷能力強(qiáng)。
[0028] (3)合金層與基體金屬的結(jié)合強(qiáng)度高
[0029] 合金合金層為固態(tài)冶金擴(kuò)散結(jié)合，合金層與金屬構(gòu)件基體的結(jié)合力強(qiáng)，合金層很 難剝離，只有用化學(xué)方法才能除掉，合金層與金屬構(gòu)件界面拉伸強(qiáng)度為600-700MPa;表面拉 伸強(qiáng)度為300-350MPa。
[0030] (4)合金層耐腐蝕能力強(qiáng)
[0031] 多元合金層具有表面電鍛鋒儀合金層，及熱滲透鋒鐵合金層等多層種防腐蝕功 能，耐鹽霧腐蝕試驗(yàn)可達(dá)2000小時(shí)W上，尤其適合海洋大氣、惡劣的工業(yè)大氣等多種使用環(huán) 境，耐腐蝕性能優(yōu)于熱鍛鋒、電鍛鋒和達(dá)克羅等表面處理工藝。
【具體實(shí)施方式】
[0032] 實(shí)施例1
[0033] 本實(shí)施例的金屬構(gòu)件表面處理方法，選取45號(hào)鋼制成的螺栓作為金屬構(gòu)件，對(duì)其 進(jìn)行表面處理，具體步驟如下：
[0034] 第一步，金屬構(gòu)件的前處理:在采用超聲波清洗機(jī)內(nèi)加入堿性除油粉，對(duì)螺栓進(jìn)行 表面除油，除油后將螺栓進(jìn)行表面拋丸活化處理，之后再將螺栓裝入回轉(zhuǎn)滾筒中；除油過程 中產(chǎn)生的污水吸入過濾裝置，進(jìn)行油水分離，油水分離之后的清洗油可由廢油處理廠回收 利用，拋丸過程采用金屬拋丸進(jìn)行處理，粉塵自動(dòng)分離。
[0035] 第二步，配置合金滲劑:合金滲劑按重量百分比計(jì)，包括80%的鋒粉，15%的儀粉， 4.8%的氧化姉粉末，0.2%的作為活化劑的氯化錠，上述組份混合后，進(jìn)行高能球磨處理， 處理后的粉末為微納米級(jí)，粉末粒度直徑范圍為10um-300um，合金滲劑添加量為每噸金屬 構(gòu)件15kg，同時(shí)每噸螺栓需要添加100kg石英砂作為爐料，W防止螺栓與合金滲劑在滾動(dòng)過 程中雜質(zhì)和粉塵在產(chǎn)品表面粘結(jié)，其對(duì)合金層也有一定的摩擦作用，可將附著雜物清理掉， 使合金層更容易滲入螺栓基體。
[0036] 第=步，進(jìn)行合金滲透:將拋丸活化處理后的金屬構(gòu)件及合金滲劑加入回轉(zhuǎn)滾筒 中，然后將回轉(zhuǎn)滾筒放入電加熱箱中，回轉(zhuǎn)滾筒的轉(zhuǎn)速設(shè)定為5-15轉(zhuǎn)/分鐘，加熱溫度設(shè)定 為300-380°C，加熱升溫時(shí)間控制在40分鐘W內(nèi)，當(dāng)溫度升高至350-380°C后，保持該加熱溫 度60-80分鐘，即可完成螺栓的合金滲透，在螺栓的表面形成多元合金層。
[0037] 第四步，冷卻分離:滲透加工完成后，將回轉(zhuǎn)滾筒從加熱爐移至另一個(gè)回轉(zhuǎn)工裝， 回轉(zhuǎn)滾筒繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，同時(shí)利用吹風(fēng)裝置對(duì)回轉(zhuǎn)滾筒的表面降溫，等測(cè)得回轉(zhuǎn)滾筒溫度低于 10(TC時(shí)，將回轉(zhuǎn)滾筒蓋拆開，拆開后在回轉(zhuǎn)滾筒的上方和回轉(zhuǎn)工裝的上方設(shè)置粉塵隔離裝 置，再將粉塵隔離裝置的開口密封，最后利用電機(jī)帶動(dòng)回轉(zhuǎn)滾筒將螺栓倒出，同時(shí)回轉(zhuǎn)工裝 上設(shè)有振動(dòng)篩，在振動(dòng)篩的作用下會(huì)將爐料和螺栓自動(dòng)分離。
[0038] 第五步，堿性電解拋光:將冷卻分離后的螺栓用純凈水洗凈，然后在溫度為15-35 度，電流密度為lA-3A/dm2的條件下在電解槽中進(jìn)行電解拋光，電解拋光時(shí)需要將螺栓作為 陰極，鋒板作為陽極，電解溶液為堿性無氯電解液，每升該電解液中包含氧化鋒7g，硫酸儀 8邑，氨氧化鋼135g，=乙醇胺24g，徑基乙二胺2.2g，其余成份為去離子水，電解時(shí)間為60-80 分鐘；電解槽為全密封形式，電解槽上部設(shè)有塑料空氣罩，電解完成后，對(duì)電解完成后的螺 栓進(jìn)行清洗，清洗的時(shí)候，首先將螺栓浸入第一水洗槽清洗，然后再進(jìn)入第二水洗槽清洗， 第一個(gè)洗槽內(nèi)設(shè)有加熱裝置，槽液溫度控制在70-9(TC之間，形成熱蒸發(fā)效果，當(dāng)測(cè)得第一 水洗槽內(nèi)的溶液被蒸發(fā)到濃度與電解槽內(nèi)的電鍛溶液濃度相同時(shí)，將第一水洗槽內(nèi)的溶液 添加到電解槽中，然后再將第二水洗槽中的溶液加入到第一水洗槽中，第二水洗槽中則加 入清水繼續(xù)對(duì)螺栓進(jìn)行清洗，待到第一水洗槽中的溶液被蒸發(fā)到與電解槽中的溶液的濃度 相同時(shí)，再次將該溶液添加到電解槽中，第二水洗槽中的溶液則再次加入到第一水洗槽中， 第二水洗槽中再次加入清水，如此循環(huán)往復(fù)，運(yùn)樣整個(gè)電解過程中，只需添加清水，無廢水 廢液排出，從而實(shí)現(xiàn)了廢水廢液的零排放，螺栓在第二水洗槽中清洗干凈后，將其取出驚干 即可。
[0039] 本實(shí)施例的金屬構(gòu)件表面處理方法，所述鋒粉的純度>99.5%。
[0040] 本實(shí)施例的金屬構(gòu)件表面處理方法，所述回轉(zhuǎn)滾筒為薄壁六角回轉(zhuǎn)滾筒。
[0041] 另外，作為對(duì)比實(shí)施例，分別對(duì)相同的螺栓進(jìn)行電鍛鋒處理、熱浸鋒處理、達(dá)克羅 處理，并對(duì)各種表面處理的主要參數(shù)做定性或定量檢測(cè)，具體參數(shù)如表1所示：
[0042] 表 1
[0043] _
[0044] 通過表1可知，經(jīng)本實(shí)施例的處理方法處理后的螺栓，其各項(xiàng)參數(shù)均優(yōu)于或持平于 與其它表面處理后的參數(shù)。
[0045] 實(shí)施例2
[0046] 本實(shí)施例的金屬構(gòu)件表面處理方法，選取Q235制成的螺母作為金屬構(gòu)件，對(duì)其進(jìn) 行表面處理，具體步驟如下：
[0047] 第一步，金屬構(gòu)件的前處理:在采用超聲波清洗機(jī)內(nèi)加入堿性除油粉，對(duì)螺母進(jìn)行 表面除油，除油后將螺母進(jìn)行表面拋丸活化處理，之后再將螺母裝入回轉(zhuǎn)滾筒中；除油過程 中產(chǎn)生的污水吸入過濾裝置，進(jìn)行油水分離，油水分離之后的清洗油可由廢油處理廠回收 利用，拋丸過程采用金屬拋丸進(jìn)行處理，粉塵自動(dòng)分離。
[004引第二步，配置合金滲劑:合金滲劑按重量百分比計(jì)，包括85%的鋒粉，12%的儀粉， 2.8%的氧化姉粉末，0.2%的作為活化劑的氯化錠，上述組份混合后，進(jìn)行高能球磨處理， 處理后的粉末為微納米級(jí)，粉末粒度直徑范圍為10um-300um，合金滲劑添加量為每噸螺母 20kg，同時(shí)每噸金屬構(gòu)件需要添加120kg石英砂作為爐料，W防止螺母與合金滲劑在滾動(dòng)過 程中雜質(zhì)和粉塵在產(chǎn)品表面粘結(jié)，其對(duì)合金層也有一定的摩擦作用，可將附著雜物清理掉， 使合金層更容易滲入螺母基體。
[0049] 第=步，進(jìn)行合金滲透:將拋丸活化處理后的螺母及合金滲劑加入回轉(zhuǎn)滾筒中，然 后將回轉(zhuǎn)滾筒放入電加熱箱中，回轉(zhuǎn)滾筒的轉(zhuǎn)速設(shè)定為5-15轉(zhuǎn)/分鐘，加熱溫度設(shè)定為300- 380°C，加熱升溫時(shí)間控制在40分鐘W內(nèi)，當(dāng)溫度升高至350-380°C后，保持該加熱溫度60- 80分鐘，即可完成螺母的合金滲透，在螺母的表面形成多元合金層。
[0050] 第四步，冷卻分離:滲透加工完成后，將回轉(zhuǎn)滾筒從加熱爐移至另一個(gè)回轉(zhuǎn)工裝， 回轉(zhuǎn)滾筒繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，同時(shí)利用吹風(fēng)裝置對(duì)回轉(zhuǎn)滾筒的表面降溫，等測(cè)得回轉(zhuǎn)滾筒溫度低于 10(TC時(shí)，將回轉(zhuǎn)滾筒蓋拆開，拆開后在回轉(zhuǎn)滾筒的上方和回轉(zhuǎn)工裝的上方設(shè)置粉塵隔離裝 置，再將粉塵隔離裝置的開口密封，最后利用電機(jī)帶動(dòng)回轉(zhuǎn)滾筒將螺母倒出，同時(shí)回轉(zhuǎn)工裝 上設(shè)有振動(dòng)篩，在振動(dòng)篩的作用下會(huì)將爐料和螺母自動(dòng)分離。
[0051] 第五步，堿性電解拋光：將冷卻分離后的金屬構(gòu)件用純凈水洗凈，然后在溫度為 15-35度，電流密度為lA-3A/dm2的條件下在電解槽中進(jìn)行電解拋光，電解拋光時(shí)需要將螺 母作為陰極，鋒板作為陽極，電解溶液為堿性無氯電解液，每升該電解液中包含氧化鋒8g， 硫酸儀lOg，氨氧化鋼125g，=乙醇胺18g，徑基乙二胺1.5g，其余成份為去離子水，電解時(shí)間 為60-80分鐘；電解槽為全密封形式，電解槽上部設(shè)有塑料空氣罩，電解完成后，對(duì)電解完成 后的螺母進(jìn)行清洗，清洗的時(shí)候，首先將螺母浸入第一水洗槽清洗，然后再進(jìn)入第二水洗槽 清洗，第一個(gè)洗槽內(nèi)設(shè)有加熱裝置，槽液溫度控制在70-9(TC之間，形成熱蒸發(fā)效果，當(dāng)測(cè)得 第一水洗槽內(nèi)的溶液被蒸發(fā)到濃度與電解槽內(nèi)的電鍛溶液濃度相同時(shí)，將第一水洗槽內(nèi)的 溶液添加到電解槽中，然后再將第二水洗槽中的溶液加入到第一水洗槽中，第二水洗槽中 則加入清水繼續(xù)對(duì)金屬構(gòu)件進(jìn)行清洗，待到第一水洗槽中的溶液被蒸發(fā)到與電解槽中的溶 液的濃度相同時(shí)，再次將該溶液添加到電解槽中，第二水洗槽中的溶液則再次加入到第一 水洗槽中，第二水洗槽中再次加入清水，如此循環(huán)往復(fù)，運(yùn)樣整個(gè)電解過程中，只需添加清 水，無廢水廢液排出，從而實(shí)現(xiàn)了廢水廢液的零排放，螺母在第二水洗槽中清洗干凈后，將 其取出驚干即可。
[0052] 進(jìn)一步，本實(shí)施例的金屬構(gòu)件表面處理方法，所述鋒粉的純度>99.5%。
[0053] 進(jìn)一步，本實(shí)施例的金屬構(gòu)件表面處理方法，所述回轉(zhuǎn)滾筒為薄壁六角回轉(zhuǎn)滾筒。
[0054] 另外，作為對(duì)比實(shí)施例，分別對(duì)相同的螺母進(jìn)行電鍛鋒處理、熱浸鋒處理、達(dá)克羅 處理，并對(duì)各種表面處理的主要參數(shù)做定性或定量檢測(cè)，具體參數(shù)如表2所示：
[0化5] 表2
[0057]通過表2可知，經(jīng)本實(shí)施例的處理方法處理后的螺母，其各項(xiàng)參數(shù)均優(yōu)于或持平于 與其它表面處理后的參數(shù)。
[0化引實(shí)施例3
[0059] 本實(shí)施例的金屬構(gòu)件表面處理方法，選取Q235制成的螺釘作為金屬構(gòu)件，對(duì)其進(jìn) 行表面處理，具體步驟如下：
[0060] 第一步，金屬構(gòu)件的前處理:在采用超聲波清洗機(jī)內(nèi)加入堿性除油粉，對(duì)螺釘進(jìn)行 表面除油，除油后將螺釘進(jìn)行表面拋丸活化處理，之后再將螺釘裝入回轉(zhuǎn)滾筒中；除油過程 中產(chǎn)生的污水吸入過濾裝置，進(jìn)行油水分離，油水分離之后的清洗油可由廢油處理廠回收 利用，拋丸過程采用金屬拋丸進(jìn)行處理，粉塵自動(dòng)分離。
[0061] 第二步，配置合金滲劑:合金滲劑按重量百分比計(jì)，包括82%的鋒粉，14%的儀粉， 3.8%的氧化姉粉末，0.2%的作為活化劑的氯化錠，上述組份混合后，進(jìn)行高能球磨處理， 處理后的粉末為微納米級(jí)，粉末粒度直徑范圍為10um-300um，合金滲劑添加量為每噸金屬 構(gòu)件35kg，同時(shí)每噸螺釘需要添加150kg石英砂作為爐料，W防止螺釘與合金滲劑在滾動(dòng)過 程中雜質(zhì)和粉塵在產(chǎn)品表面粘結(jié)，其對(duì)合金層也有一定的摩擦作用，可將附著雜物清理掉， 使合金層更容易滲入螺釘基體。
[0062] 第=步，進(jìn)行合金滲透:將拋丸活化處理后的螺釘及合金滲劑加入回轉(zhuǎn)滾筒中，然 后將回轉(zhuǎn)滾筒放入電加熱箱中，回轉(zhuǎn)滾筒的轉(zhuǎn)速設(shè)定為5-15轉(zhuǎn)/分鐘，加熱溫度設(shè)定為300- 380°C，加熱升溫時(shí)間控制在40分鐘W內(nèi)，當(dāng)溫度升高至350-380°C后，保持該加熱溫度60- 80分鐘，即可完成螺釘?shù)暮辖饾B透，在螺釘?shù)谋砻嫘纬啥嘣辖饘印?br>[0063] 第四步，冷卻分離:滲透加工完成后，將回轉(zhuǎn)滾筒從加熱爐移至另一個(gè)回轉(zhuǎn)工裝， 回轉(zhuǎn)滾筒繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，同時(shí)利用吹風(fēng)裝置對(duì)回轉(zhuǎn)滾筒的表面降溫，等測(cè)得回轉(zhuǎn)滾筒溫度低于 10(TC時(shí)，將回轉(zhuǎn)滾筒蓋拆開，拆開后在回轉(zhuǎn)滾筒的上方和回轉(zhuǎn)工裝的上方設(shè)置粉塵隔離裝 置，再將粉塵隔離裝置的開口密封，最后利用電機(jī)帶動(dòng)回轉(zhuǎn)滾筒將螺釘?shù)钩?，同時(shí)回轉(zhuǎn)工裝 上設(shè)有振動(dòng)篩，在振動(dòng)篩的作用下會(huì)將爐料和螺釘自動(dòng)分離。
[0064] 第五步，堿性電解拋光:將冷卻分離后的螺釘用純凈水洗凈，然后在溫度為15-35 度，電流密度為lA-3A/dm2的條件下在電解槽中進(jìn)行電解拋光，電解拋光時(shí)需要將金屬構(gòu)件 作為陰極，鋒板作為陽極，電解溶液為堿性無氯電解液，每升該電解液中包含氧化鋒lOg，硫 酸儀12g，氨氧化鋼135g，=乙醇胺24g，徑基乙二胺2.2g，其余成份為去離子水，電解時(shí)間為 60-80分鐘；電解槽為全密封形式，電解槽上部設(shè)有塑料空氣罩，電解完成后，對(duì)電解完成后 的螺釘進(jìn)行清洗，清洗的時(shí)候，首先將螺釘浸入第一水洗槽清洗，然后再進(jìn)入第二水洗槽清 洗，第一個(gè)洗槽內(nèi)設(shè)有加熱裝置，槽液溫度控制在70-9(TC之間，形成熱蒸發(fā)效果，當(dāng)測(cè)得第 一水洗槽內(nèi)的溶液被蒸發(fā)到濃度與電解槽內(nèi)的電鍛溶液濃度相同時(shí)，將第一水洗槽內(nèi)的溶 液添加到電解槽中，然后再將第二水洗槽中的溶液加入到第一水洗槽中，第二水洗槽中則 加入清水繼續(xù)對(duì)螺釘進(jìn)行清洗，待到第一水洗槽中的溶液被蒸發(fā)到與電解槽中的溶液的濃 度相同時(shí)，再次將該溶液添加到電解槽中，第二水洗槽中的溶液則再次加入到第一水洗槽 中，第二水洗槽中再次加入清水，如此循環(huán)往復(fù)，運(yùn)樣整個(gè)電解過程中，只需添加清水，無廢 水廢液排出，從而實(shí)現(xiàn)了廢水廢液的零排放，螺釘在第二水洗槽中清洗干凈后，將其取出驚 干即可。
[0065] 本步驟中，無廢水廢液排出，因而也不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。
[0066] 本實(shí)施例的金屬構(gòu)件表面處理方法，所述鋒粉的純度>99.5%。
[0067] 本實(shí)施例的金屬構(gòu)件表面處理方法，所述回轉(zhuǎn)滾筒為薄壁六角回轉(zhuǎn)滾筒。
[0068] 另外，作為對(duì)比實(shí)施例，分別對(duì)相同的螺釘進(jìn)行電鍛鋒處理、熱浸鋒處理、達(dá)克羅 處理，并對(duì)各種表面處理的主要參數(shù)做定性或定量檢測(cè)，具體參數(shù)如表3所示：
[0069] 表3 「00701
[0071]通過表3可知，經(jīng)本實(shí)施例的處理方法處理后的螺釘，其各項(xiàng)參數(shù)均優(yōu)于或持平于 與其它表面處理后的參數(shù)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種金屬構(gòu)件表面處理方法，其特征在于，包括如下具體步驟，包括以下步驟： 1) 金屬構(gòu)件的前處理:在采用超聲波清洗機(jī)內(nèi)加入堿性除油粉，對(duì)金屬構(gòu)件進(jìn)行表面 除油，除油后將金屬構(gòu)件進(jìn)行表面拋丸活化處理，之后再將金屬構(gòu)件裝入回轉(zhuǎn)滾筒中；除油 過程中產(chǎn)生的污水吸入過濾裝置，進(jìn)行油水分離，油水分離之后的清洗油可由廢油處理廠 回收利用，拋丸過程采用金屬拋丸進(jìn)行處理，粉塵自動(dòng)分離； 2) 配置合金滲劑:合金滲劑按重量百分比計(jì)，包括80-85 %的鋅粉，10-15 %的鎳粉，3-5%的氧化鈰粉末，0.2%的作為活化劑的氯化銨，上述組份混合后，進(jìn)行高能球磨處理，處 理后的粉末為微納米級(jí)，粉末粒度直徑范圍為10um-300um，合金滲劑添加量為每噸金屬構(gòu) 件15-35kg，同時(shí)每噸金屬構(gòu)件需要添加100-150kg石英砂作為爐料，以防止金屬構(gòu)件與合 金滲劑在滾動(dòng)過程中雜質(zhì)和粉塵在產(chǎn)品表面粘結(jié)，其對(duì)合金層也有一定的摩擦作用，可將 附著雜物清理掉，使合金層更容易滲入金屬構(gòu)件基體； 3) 進(jìn)行合金滲透:將拋丸活化處理后的金屬構(gòu)件及合金滲劑加入回轉(zhuǎn)滾筒中，然后將 回轉(zhuǎn)滾筒放入電加熱箱中，回轉(zhuǎn)滾筒的轉(zhuǎn)速設(shè)定為5-15轉(zhuǎn)/分鐘，加熱溫度設(shè)定為300-380 °C，加熱升溫時(shí)間控制在40分鐘以內(nèi)，當(dāng)溫度升高至350-380°C后，保持該加熱溫度60-80分 鐘，即可完成金屬構(gòu)件的合金滲透，在金屬構(gòu)件的表面形成多元合金層； 4) 冷卻分離:滲透加工完成后，將回轉(zhuǎn)滾筒從加熱爐移至另一個(gè)回轉(zhuǎn)工裝，回轉(zhuǎn)滾筒繼 續(xù)旋轉(zhuǎn)，同時(shí)利用吹風(fēng)裝置對(duì)回轉(zhuǎn)滾筒的表面降溫，等測(cè)得回轉(zhuǎn)滾筒溫度低于l〇〇°C時(shí)，將 回轉(zhuǎn)滾筒蓋拆開，拆開后在回轉(zhuǎn)滾筒的上方和回轉(zhuǎn)工裝的上方設(shè)置粉塵隔離裝置，再將粉 塵隔離裝置的開口密封，最后利用電機(jī)帶動(dòng)回轉(zhuǎn)滾筒將金屬構(gòu)件倒出，同時(shí)回轉(zhuǎn)工裝上設(shè) 有振動(dòng)篩，在振動(dòng)篩的作用下會(huì)將爐料和金屬構(gòu)件自動(dòng)分離； 5) 堿性電解拋光:將冷卻分離后的金屬構(gòu)件用純凈水洗凈，然后在溫度為15-35度，電 流密度為lA-3A/dm2的條件下在電解槽中進(jìn)行電解拋光，電解拋光時(shí)需要將金屬構(gòu)件作為 陰極，鋅板作為陽極，電解溶液為堿性無氰電解液，每升該電解液中包含氧化鋅7-10g，硫酸 鎳8_12g，氫氧化鈉120-135g，三乙醇胺12-24g，羥基乙二胺l-2.2g，其余成份為去離子水， 電解時(shí)間為60-80分鐘；電解槽為全密封形式，電解槽上部設(shè)有塑料空氣罩，電解完成后，對(duì) 電解完成后的金屬構(gòu)件進(jìn)行清洗，清洗的時(shí)候，首先將金屬構(gòu)件浸入第一水洗槽清洗，然后 再進(jìn)入第二水洗槽清洗，第一個(gè)洗槽內(nèi)設(shè)有加熱裝置，槽液溫度控制在70-90°C之間，形成 熱蒸發(fā)效果，當(dāng)測(cè)得第一水洗槽內(nèi)的溶液被蒸發(fā)到濃度與電解槽內(nèi)的電鍍?nèi)芤簼舛认嗤?時(shí)，將第一水洗槽內(nèi)的溶液添加到電解槽中，然后再將第二水洗槽中的溶液加入到第一水 洗槽中，第二水洗槽中則加入清水繼續(xù)對(duì)金屬構(gòu)件進(jìn)行清洗，待到第一水洗槽中的溶液被 蒸發(fā)到與電解槽中的溶液的濃度相同時(shí)，再次將該溶液添加到電解槽中，第二水洗槽中的 溶液則再次加入到第一水洗槽中，第二水洗槽中再次加入清水，如此循環(huán)往復(fù)，這樣整個(gè)電 解過程中，只需添加清水，無廢水廢液排出，從而實(shí)現(xiàn)了廢水廢液的零排放，金屬構(gòu)件在第 二水洗槽中清洗干凈后，將其取出晾干即可。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬構(gòu)件表面處理方法，其特征在于：所述鋅粉的純度多 99.5%〇3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬構(gòu)件表面處理方法，其特征在于:所述回轉(zhuǎn)滾筒為六角回 轉(zhuǎn)滾筒。
【文檔編號(hào)】C25F3/16GK106048515SQ201610378697
【公開日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年5月28日
【發(fā)明人】劉玉珠
【申請(qǐng)人】劉玉珠