金属构件多元合金共渗技术
多元合金共渗防腐工艺简介
多元合金共渗防腐工艺简介一、多元合金共渗的防腐机理：多元合金共渗是在真空渗锌的基础上发展起来的一种钢铁制件最新的防腐处理工艺，是渗锌工艺的发展和创新。
渗剂除锌粉、催渗剂、防粘接剂外，另加铝、镍、稀土金属等元素，在真空条件下进行一种复杂的物理化学反应，锌和其它金属元素渗入钢铁表层后，多元金属间互相反应及其与基体金属的冶金结合，形成多种合金共渗层，除具备真空渗锌优点外，其厚度、硬度、耐磨性、韧性、耐蚀性等均获得更大提高，是替代传统热镀锌、电镀锌的新工艺、新技术。
二、多元合金共渗的特点：1、多元合金共渗的涂层特点多元合金渗层均匀，金相组织致密，渗层厚度可达到10μm-100μm,根据需要调控，符合国家常用标准≥15μm、≥30μm，是一层牢固的防腐屏障，抗腐性能大大优于热镀锌、电镀锌和普通粉末渗锌。
同时，多元合金渗层对于大气、海水、肥皂水、石油、苯及高温硫化氢气体均有优异的抗蚀能力。
2、多元合金共渗的基体特点多元共渗没有氢脆现象，具有良好的耐热性能，因此多元共渗可满足对疲劳强度、耐磨性、韧性要求高的钢铁结构件和紧固件的防腐处理。
经共渗处理的钢铁制件不改变基体的金相结构，也不影响其力学性能，其抗拉、屈服强度还有所提高。
三、多元合金共渗的实际应用}由于多元合金共渗锌技术有诸多的优异性能，所以它已广泛地应用在室外钢铁结构、紧固件、高速公路、航空航天、护栏、桥梁、水暖器材及建筑五金、汽车、工程机械和海洋化工、冶金、发电等工程中的耐高温、耐冲击、耐腐蚀部件。
如装配、运输和使用过程中的发生的磨损、碰擦、高温及雨水、海水的冲刷等均会使传统的镀层受到某种程度的破坏而降低其防腐能力，由于多元合金渗层具有较高的硬度和结合力，因此，其综合性能在实际应用中更显示优势。
四、多元合金共渗的技术标准：1、厚度：一般在10-100um之间，可根据基体使用情况而定；2、渗层表面硬度：HV380-400(相当于HRC40-42)；3、渗层表面状况：均匀光洁、色泽银白或银灰色,不改变零件尺寸，无氢脆。
多元合金共渗+锌铬涂层+封闭层工艺介绍
多元合金共渗+锌铬涂层+封闭层工艺介绍示例文章篇一：《多元合金共渗+锌铬涂层+封闭层工艺介绍》嗨，小伙伴们！今天我要给大家讲一讲一个超级厉害的东西，那就是多元合金共渗+锌铬涂层+封闭层工艺。
你们可能一听这个名字就觉得好复杂呀，其实呀，只要我给你们好好讲讲，你们就会觉得可有趣啦。
先来说说多元合金共渗吧。
这就像是一群小伙伴一起去冒险，这个“多元合金”里有好几种不同的金属呢。
它们就像一群有着不同本领的小超人。
这些小超人会一起渗到别的东西里面去。
打个比方，就好像是一群小蚂蚁钻进一个小土堆一样。
这些合金渗进去之后呀，就会让被渗的东西变得超级厉害。
比如说我们的一些金属制品，本来可能很容易生锈呀，被多元合金共渗之后呢，就像穿上了一层坚固的铠甲，锈这个大坏蛋就很难伤害到它啦。
再说说锌铬涂层。
锌铬涂层就像是给东西穿上了一件闪闪发光的银色外套。
锌和铬这两个元素呀，它们就像两个好伙伴，手拉手地在被涂的东西表面形成了一层保护膜。
这个保护膜可不仅仅是好看哦，它有着很大的作用呢。
这就好比我们冬天穿的羽绒服，不仅看起来很暖和，实际上也真的能抵御寒冷。
锌铬涂层能够抵御很多不好的东西，像雨水呀，空气中的一些脏东西呀。
如果没有这个涂层，那些金属制品在外面风吹雨淋的，肯定很快就变得破破烂烂的啦。
我就见过一些没有涂层的小铁片，在外面放了没几天就满是锈斑，哎呀，看起来可难看了，就像一个原本漂亮的小姑娘突然变得脏兮兮的一样，真是让人不喜欢。
最后就是封闭层啦。
封闭层是什么呢？它就像是在锌铬涂层这个外套上面又加了一层透明的保护膜。
这个封闭层就像一个超级细心的小卫士，它会把锌铬涂层可能存在的一些小缝隙都给堵住。
这就好比我们盖房子的时候，最后要把那些小缝隙都填上，这样房子才会更牢固呀。
有了封闭层之后呢，那些可能会伤害到金属制品的东西就更难进去啦。
比如说一些腐蚀性的小液滴，如果没有封闭层，它们可能会从锌铬涂层的小缝隙里钻进去，然后慢慢腐蚀里面的金属，有了封闭层就不一样啦，那些小液滴就只能在外面干着急啦。
金属表面渗氮技术及其工业上的应用
金属表面渗氮技术及其工业上的应用课程：腐蚀与材料保护主讲老师: 陈存华院系：化学学院专业：应用化学学号： 2010214131姓名：张伟华中师范大学化学学院2012年12月金属表面渗氮技术及其工业上的应用前言：金属表面的渗氮技术是为了改善材料表层硬度和耐磨性的表面改性技术，经过古代到现代多年的发展，传统的渗氮技术逐渐被现代渗氮技术所取代。
本文对多种渗氮技术做了相关的介绍，并就一些基本知识做一个相关概述。
重点介绍了离子渗氮技术的应用，其中活性屏离子渗氮技术有着明显的设备和工艺优势, 可能成为离子渗氮技术的发展方向。
关键词：渗氮技术工业应用离子渗氮一、渗氮基本原理渗氮是一个热化学扩散过程；是根据NH3和材料表面的反应过程来进行的, 关于反应的实际过程和由此产生的物质传输可通过动力学来说明。
NH3通入炉内加热后得到NH3、N2+ H2、NH,其中未裂解的NH3和裂解的产物N2+H2与铁不发生氮化反应,一部份NH3所形成的氨根NH与铁反应被吸收在铁表面形成ɑ-Fe层,随着形成浓度梯度,氮向内部扩散, 当超过ɑ-Fe的溶解度后, 氮继续聚集在材料表面,由生成的两相形成氮化合物层(俗称白层)继续增厚,氮进一步向内部扩散形成扩散层。
二、中国古代的钢铁渗氮技术早在干将制剑时，古代工匠就采用了添加毛发和指甲的渗碳技术，毛发和指甲含有一定量的氮，工件经此工艺处理后，会有一定的渗碳增氮效果,这可能是无意识的碳氮共渗的开始。
在古代文献的分析中，我们还注意到古人有仅采用含氮物质的处理方法。
《武备志》中有:“刀方: 羊角、铁石砂。
其中羊角、铁石主要含碳，砂的主要成分是氯化胺，氯化胺加热是否会分解出活性氮。
另外，古文献中还有以硝为主要渗剂的处理方法。
《篆刻度》对此有详细记述:“尝见炼新刀者，用猪牙、头发及硝，各烧灰等分，酽醋调画刀口，如锯齿状，号为马牙钢。
”其中硝是硝酸钾，属供氮原料。
《物理小识》“器用类·淬刀法”中还提及“以酱同硝涂錾口，煅赤淬火”其中酱可能是主要用作为黏结剂使用的，而硝酸钾为主要渗剂。
多元合金共渗加钝化
多元合金共渗加钝化多元合金共渗加钝化技术是一种重要的材料表面改性工艺，在材料加工、节能环保和防腐化学等领域得到广泛应用。
此文将详细介绍多元合金共渗加钝化的原理、方法、应用及未来发展。
一、多元合金共渗加钝化的原理多元合金共渗加钝化技术是一种将高于铁在电化学Series上的金属，如Cr、Ni、Mo、V、W等，以及一些其他的钝化元素，如Al、Ti、Si、Zr、Nb、Ta等，以高温共存的形式一同渗透进钢材表面并钝化。
这种钝化元素可以大量减少材料对氧气、酸碱及水的敏感度，提高其耐腐蚀性。
同时，这些元素还可以与Fe形成一种固溶体，成为钢材表面的强有力的保护层。
多元合金共渗加钝化的过程主要由以下几个方面的化学反应和变化组成：1. 元素的渗透：在高温热处理的条件下，多元合金可以在钢材表面形成均匀分布的高浓度元素层。
2. 变质的组织：多元合金的渗透不仅提高了材料的耐腐蚀性，还可以对钢材组织结构进行改变，提高其耐热性能和抗拉强度。
3. 增强受力方向：多元合金渗透后，其晶体结构与钢材的基体之间的增强作用可以改善钢材受力方向的强度和韧性。
二、多元合金共渗加钝化的方法多元合金共渗加钝化技术有多种方法和工艺，如下：1. 环境渗透：这种方法适用于大规模生产，即将钢材置于渗透剂中，在高温高压环境下进行渗透，最终形成钝化层。
2. 化学浸渍：将多元合金加热至熔点后，通过化学浸渍将钝化元素渗透到钢材表面，形成钝化膜。
3. 恒温浸泡：将钢材与多元合金逐渐加温并浸泡一定时间，然后突然降温，使多元合金元素渗透到钢材表面形成保护层。
三、多元合金共渗加钝化的应用多元合金共渗加钝化技术广泛应用于以下领域：1. 降低能耗：多元合金共渗加钝化技术可以改善材料表面的摩擦性能，减少能耗和摩擦磨损。
2. 增强材料属性：多元合金共渗加钝化技术可以改善钢材的物理化学性质、机械性能等，增强材料的可塑性、高温强度、抗腐蚀性等。
3. 保护环境：多元合金共渗加钝化技术可以提高材料的耐腐蚀性，延长钢材使用寿命，减少资源浪费，保护环境。
多元合金共渗加工价格
点击官网进行咨询了解更多多元合金共渗加工价格多元共渗没有氢脆现象，具有良好的耐热性能，因此多元共渗可满足对疲劳强度、耐磨性、韧性要求高的钢铁结构件和紧固件的防腐处理。
经共渗处理的钢铁制件不改变基体的金相结构，也不影响其力学性能，其抗拉、屈服强度还有所提高。
那么多元合金共渗加工价格是多少呢？现在市场上多元合金共渗加工厂家繁多，许多客户选择多元合金共渗加工厂家的时候也是眼花缭乱，不知道选择什么样的厂家好。
其实在选择多元合金共渗加工厂家的时候，价格只是一个方面的参考因素，关键是看多元合金共渗加工处理的性价比高不高。
多元合金共渗的加工价格是多少？影响多元合金共渗价格的因素有很多，不同的厂家加工处理多元合金共渗的价格也是不同的，购买的时候建议多比较几家再购买。
想要了解多元合金共渗加工处理的具体价格，可以电话咨询沙河市科华紧固件制造有限公司。
点击官网进行咨询了解更多沙河市科华紧固件制造有限公司是一家集表面处理和机加工为一体的企业，我公司多元合金共渗工艺的产品一直用于铁路上，与中铁等有光泛的合作。
多元合金共渗镀层符合TB\T3274-2011（铁路混凝土梁配件多元合金共渗防腐技术条件）。
质量可靠。
产品已经通过铁路总公司的检测。
公司有先进大型多元合金设备，质量稳定，产量有保证。
沙河市科华紧固件制造有限公司从事多元合金共渗的研究已有多年，有丰富的生产经验，我们的产品在生产中会严格把好质量，以质量打动每位用户。
本公司的表面处理车间可以加工的工艺有：多元合金共渗、锌铭涂层、封闭处理、无铭达克罗、佳美特、黑色达克罗、普通渗锌等金属表面防腐处理。
如果想要了解更多有关多元合金共渗知识或者采买定做多元合金共渗螺栓，可以点击沙河市科华紧固件制造有限公司官网进行咨询，或者电话联系我们，欢迎您来实地考察！。
多元合金共渗防腐工艺简介
多元合金共渗防腐工艺简介一、多元合金共渗的防腐机理：多元合金共渗是在真空渗锌的基础上发展起来的一种钢铁制件最新的防腐处理工艺，是渗锌工艺的发展和创新。
渗剂除锌粉、催渗剂、防粘接剂外，另加铝、镍、稀土金属等元素，在真空条件下进行一种复杂的物理化学反应，锌和其它金属元素渗入钢铁表层后，多元金属间互相反应及其与基体金属的冶金结合，形成多种合金共渗层，除具备真空渗锌优点外，其厚度、硬度、耐磨性、韧性、耐蚀性等均获得更大提高，是替代传统热镀锌、电镀锌的新工艺、新技术。
二、多元合金共渗的特点：1、多元合金共渗的涂层特点多元合金渗层均匀，金相组织致密，渗层厚度可达到10μm-100μm,根据需要调控，符合国家常用标准≥15μm、≥30μm，是一层牢固的防腐屏障，抗腐性能大大优于热镀锌、电镀锌和普通粉末渗锌。
同时，多元合金渗层对于大气、海水、肥皂水、石油、苯及高温硫化氢气体均有优异的抗蚀能力。
2、多元合金共渗的基体特点多元共渗没有氢脆现象，具有良好的耐热性能，因此多元共渗可满足对疲劳强度、耐磨性、韧性要求高的钢铁结构件和紧固件的防腐处理。
经共渗处理的钢铁制件不改变基体的金相结构，也不影响其力学性能，其抗拉、屈服强度还有所提高。
三、多元合金共渗的实际应用由于多元合金共渗锌技术有诸多的优异性能，所以它已广泛地应用在室外钢铁结构、紧固件、高速公路、航空航天、护栏、桥梁、水暖器材及建筑五金、汽车、工程机械和海洋化工、冶金、发电等工程中的耐高温、耐冲击、耐腐蚀部件。
如装配、运输和使用过程中的发生的磨损、碰擦、高温及雨水、海水的冲刷等均会使传统的镀层受到某种程度的破坏而降低其防腐能力，由于多元合金渗层具有较高的硬度和结合力，因此，其综合性能在实际应用中更显示优势。
四、多元合金共渗的技术标准：1、厚度：一般在10-100um之间，可根据基体使用情况而定；2、渗层表面硬度：HV380-400(相当于HRC40-42)；3、渗层表面状况：均匀光洁、色泽银白或银灰色,不改变零件尺寸，无氢脆。
锌镍共渗作业指导书
-2-
XZB/WJ-B11-2016
XZB/WJ-B02-2017《多元共渗作业指导书》执行。 4.1.2 除锈工序：
Zn-Ni-Re 多元共渗产品除锈可采用抛丸和酸洗方法，具体选择视顾客需要， 以及待加工品的性能要求，参照 XZB/WJ-B02-2017《多元共渗作业指导书》执行。 4.1.3 前处理过程的检验：
受控状态：受控 分发编号：
XZB /WJ-B11-2016 版本 /修改：B/00
Zn-Ni-Re 多元共渗作业指导书
（Zn-Ni-Re Duoyuan Gongshen Zuoye Zhidaoshu）
2016 年 7 月 20 日发布
2016 年 7 月 20 日实施
天津先知邦科技股份有限公司 发布
工件出罐前，操作者应首先对罐内不同位置的工件进行自检，确认产品满足 外观及厚度标准要求后，准予进行下一工序：工件出罐与砂件分离。 4.2.9 质量检验：
工件出罐后，经班组长复检确认满足要求后，通知产品质量检验员对该批次 产品进行专检验收。
如顾客有特殊要求，需要对产品进行硬度、耐蚀性检验的，要根据顾客要求 同步进行检验。 4.2.10 不合格处置：
除尘方法可参照 XZB/WJ-B02-2017《多元共渗作业指导书》第 4.3.2 条款执 行。 4.3.3 封闭处理
封闭方法可参照 XZB/WJ-B02-2017《多元共渗作业指导书》第 4.3.3 条款执 行。 4.4 产品检验
经后处理完成的 Zn-Ni-Re 多元共渗产品为公司的最终产品，产品包装前由 后处理班组负责通知产品质量检验员对产品进行最终产品的检验和验收，满足产 品技术标准后，确认为合格品，由质量检验员进行产品质量签认，并填发《产品 合格证》。 4.5 产品包装
多元合金共渗+钝化+封闭的工艺
多元合金共渗+钝化+封闭的工艺下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
文档下载后可定制随意修改，请根据实际需要进行相应的调整和使用，谢谢!并且，本店铺为大家提供各种各样类型的实用资料，如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等，如想了解不同资料格式和写法，敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by theeditor.I hope that after you download them,they can help yousolve practical problems. The document can be customized andmodified after downloading,please adjust and use it according toactual needs, thank you!In addition, our shop provides you with various types ofpractical materials,such as educational essays, diaryappreciation,sentence excerpts,ancient poems,classic articles,topic composition,work summary,word parsing,copy excerpts,other materials and so on,want to know different data formats andwriting methods,please pay attention!多元合金共渗、钝化与封闭工艺：提升材料性能的关键技术在现代工业中，提升材料的性能以适应各种严苛环境的需求是一项重要任务。
金属构件多元合金共渗技术
Science and Technology & Innovation ┃科技与创新·139·文章编号：2095－6835（2016）21－0139－02金属构件多元合金共渗技术李瑞平（福建宏贯路桥防腐科技股份有限公司，福建 龙岩 364000）摘 要：高铁及其铁轨钢构件的技术创新和快速发展推动了高铁走向世界并改变世界。
然而，高铁在使用过程中因长期暴露在自然环境中，其铁轨上的零部件易受到不同程度的腐蚀，进而缩短了高铁的使用寿命，埋下了安全隐患。
因此，高铁铁轨所用的零部件必须具备较强的防腐性能。
介绍了金属防腐技术的种类及特点，阐述了高铁金属构件防腐工艺的发展现状，并着重介绍了多元合金共渗技术原理、工艺以及技术瓶颈。
关键词：耐腐蚀材料；铁路；多元合金共渗；金属防腐技术中图分类号：TG711 文献标识码：A DOI ：10.15913/ki.kjycx.2016.21.139随着社会经济的快速发展，人类文明不断进步，但大规模的工业化也给人类赖以生存的环境造成了一定程度的破坏。
类似酸雨等自然现象对环境具有破坏性的腐蚀能力。
腐蚀不仅消耗了人们生活中不可缺少的自然资源，而且严重破坏了自然环境及工业生产的正常运行，腐蚀造成的巨大经济损失和严重的环境污染已成为影响现代社会可持续发展的重要因素之一。
据统计，全世界每年因腐蚀造成的直接经济损失约为7 000亿美元，是地震、水灾、台风等自然灾害总和的6倍；我国每年为腐蚀支付的直接与间接费用总和达5 000亿元，约占GDP 的5%以上。
1 金属防腐技术金属材料的腐蚀和防护是当今世界面临的迫切需要解决的问题。
金属防腐的方法有很多，具体分为以下4种。
1.1 添加耐腐蚀材料在制造金属零件的过程中，添加不易与周围介质发生反应的耐腐蚀材料。
比如添加铬、镍钛等在空气中不易氧化，能生成致密的印化溥膜，可以抵抗酸、碱、盐等的腐蚀，将其加入到铁或铜中，可制成防腐蚀性优异的金属制品。
渗镀原理
渗镀原理一、渗层形成的条件由于渗层是基体金属原子和渗入元素原子相互扩散而形成的合金层，所以渗层形成条件是：渗层形成条件示意图1.渗入元素与基体金属形成固溶体或金属化合物的条件渗入元素与基体金属形成固溶体或金属化合物的主要条件就是:①原子相对尺寸：金属学中学过“原子尺寸因素原则”，即当溶质和溶剂金属原子直径差值：{以[（d 溶质－d 溶剂）/d 溶剂]×100％表示 }超过14～15％时，固溶度不会大。
在渗镀方面，一般以15～11％作为形成渗镀层的上限，它也适用于形成金属间化合物。
当然，这只是对铁基固溶体而言，对不同金属为基的固溶体来说，其上限值也有所不同，如对于难熔金属为8～10％，而对低熔点金属则可放宽到20％以上。
②化学亲和力：两种金属的化学亲和力愈大，它们愈易形成金属间化合物，而不利于形成固溶体。
只有当两种金属的化学亲和力小时，才易形成固溶体。
但当二者的负电性之差不至于形成化合物时，其适当差异并不一定对固溶体起限制作用，相反有时还能对固溶体的形成起促进作用。
③点阵类型：当渗入金属与基体点阵类型相同时，容易取得大的固溶度。
如当渗入金属与基体点阵类型相同时，并且原子直径差小于8％时则能形成连续固溶体。
④相对原子价：其影响主要体现在电子浓度方面，当形成固溶体时，溶剂金属的电子浓度不超过一定的数值，（如对面心立方的一价金属来说，这个极限值是1.31，对体心立方的一价金属来说，这个极限值为1.48），若电子浓度大到极限值时，继续渗解就不可能。
以上四个因素不是同等重要的，对固溶度的影响有时是一致的，相辅相成的，有时则是相反的。
然而，总是其中一、两个因素起决定性作用，是控制因素。
因此，在设计渗层成分、组织时必须全面考虑这些因素，分析其影响程度。
2. 通过化学反应提供活性原子的热力学条件大多数渗镀过程是依靠化学反应来提供渗剂活性原子的。
这种渗镀过程能否发生，取决于生成活性原子的化学反应的热力学条件。
多元合金共渗表面防腐处理
多元合金共渗表面防腐处理
多元合金共渗是一种表面处理技术，用于提高金属材料的耐腐蚀性能。
它通常在金属表面形成一个坚固的保护层，以防止腐蚀介质侵蚀金属基材。
多元合金共渗的过程涉及将多种金属元素同时渗透到金属表面上。
这些金属元素通常选择具有优良耐腐蚀性能的合金或化合物。
共渗过程包括将金属基材和合金化合物一起置于高温环境中，在一定时间内进行热处理。
在高温下，金属基材表面的活性位点会与合金化合物中的元素发生反应，形成一层均匀分布的共渗层。
多元合金共渗表面处理的主要优点包括：
1.提高耐腐蚀性能：共渗层中添加的多种合金元素可以显著提高金属材料的耐
腐蚀性能，使其在恶劣的腐蚀环境中具有更长的使用寿命。
2.均匀和一致的保护层：共渗过程中，合金元素均匀地渗透到金属表面，形成
一层均一且一致的保护层，从而提供了更有效的腐蚀防护。
3.改善硬度和耐磨性：共渗过程中形成的保护层通常具有较高的硬度和耐磨性，
可以提高金属材料的表面硬度和耐磨性能。
4.适用范围广泛：多元合金共渗可以应用于各种金属材料，如钢铁、铝合金、
镍合金等，提供针对不同材料的定制化防腐处理。
综上所述，多元合金共渗表面防腐处理技术是一种有效的方法，可以改善金属材料的耐腐蚀性能和使用寿命，并在各种工业领域中得到广泛应用。
电磁加热多元合金共渗技术
电磁加热多元合金共渗技术宋大卫;苏振馨;蔡洪元【摘要】紧固件热浸镀锌往往存在锌瘤,旋合性能较差、拉力载荷低,影响装配,一般螺母镀后需进行机械加工.探讨了电磁加热多元合金共渗工艺及其共渗效果,结果表明,紧固件在共渗后螺纹部位无锌瘤,而且旋合良好,共渗层比热浸镀锌镀层均匀,钝化后的共渗层表面质量接近电镀锌.本工艺节电效果明显,一次投资较少,综合效益好.【期刊名称】《全面腐蚀控制》【年(卷),期】2011(025)001【总页数】4页(P17-20)【关键词】电磁加热;多元合金共渗;填充剂;后处理;钝化【作者】宋大卫;苏振馨;蔡洪元【作者单位】河南工业大学化学化工学院,河南郑州,450001;天津市钰源地紧固件有限公司,天津,300353;天津市钰源地紧固件有限公司,天津,300353【正文语种】中文【中图分类】TG174.44电力、交通、铁路、建筑、化工和其他工业技术的发展，对紧固件(螺栓、螺母)的防腐蚀提出了更高的要求，既要长效又要成本低廉。
为此，热浸镀锌[1]得到了广泛的应用。
但热浸镀锌后的螺栓、螺母旋合性能较差，影响了施工装配。
而且，大部分螺母镀后须进行二次攻丝，容易损伤螺纹部位的镀层和基体，直接影响紧固件的拉力载荷。
对此，天津市钰源地紧固件有限公司发明的电磁加热多元合金共渗技术[2,3]解决了这个问题。
电磁加热多元合金共渗具有与热浸镀锌相当的防腐蚀性能，且成本低于热浸镀锌，锌的消耗量比热浸镀锌低2～3倍。
电磁加热多元合金共渗的共渗层均匀，钝化后的镀层表面光亮度较好，紧固件拉力载荷比热浸镀锌件高。
电磁加热多元合金共渗是在加热的情况下，不停地转动渗锌炉，使渗锌炉中的零件与填充剂不停地碰撞与摩擦，零件表面处于活性状态，让锌铝粉粘附在零件表面。
由于温度升高，锌开始向零件内部渗透扩散，在零件表面形成牢固、平整、致密、厚度均匀的铁锌合金层，这层合金层既具有良好的耐磨性能，又具有良好的防腐蚀性能。
本工作对紧固件的电磁加热多元合金共渗工艺及其效果进行了研究。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
金属构件多元合金共渗技术作者：李瑞平来源：《科技与创新》2016年第21期摘要：高铁及其铁轨钢构件的技术创新和快速发展推动了高铁走向世界并改变世界。
然而，高铁在使用过程中因长期暴露在自然环境中，其铁轨上的零部件易受到不同程度的腐蚀，进而缩短了高铁的使用寿命，埋下了安全隐患。
因此，高铁铁轨所用的零部件必须具备较强的防腐性能。
介绍了金属防腐技术的种类及特点，阐述了高铁金属构件防腐工艺的发展现状，并着重介绍了多元合金共渗技术原理、工艺以及技术瓶颈。
关键词：耐腐蚀材料；铁路；多元合金共渗；金属防腐技术中图分类号：TG711 文献标识码：A DOI：10.15913/ki.kjycx.2016.21.139随着社会经济的快速发展，人类文明不断进步，但大规模的工业化也给人类赖以生存的环境造成了一定程度的破坏。
类似酸雨等自然现象对环境具有破坏性的腐蚀能力。
腐蚀不仅消耗了人们生活中不可缺少的自然资源，而且严重破坏了自然环境及工业生产的正常运行，腐蚀造成的巨大经济损失和严重的环境污染已成为影响现代社会可持续发展的重要因素之一。
据统计，全世界每年因腐蚀造成的直接经济损失约为7 000亿美元，是地震、水灾、台风等自然灾害总和的6倍；我国每年为腐蚀支付的直接与间接费用总和达5 000亿元，约占GDP的5%以上。
1 金属防腐技术金属材料的腐蚀和防护是当今世界面临的迫切需要解决的问题。
金属防腐的方法有很多，具体分为以下4种。
1.1 添加耐腐蚀材料在制造金属零件的过程中，添加不易与周围介质发生反应的耐腐蚀材料。
比如添加铬、镍钛等在空气中不易氧化，能生成致密的印化溥膜，可以抵抗酸、碱、盐等的腐蚀，将其加入到铁或铜中，可制成防腐蚀性优异的金属制品。
利于金属粉末冶金可对各种金属元素进行灵活配比，利用添加不同性能的金属粉末来获得防腐蚀性能优异的金属零件。
铁碳合金等金属材料还可通过采用热处理方法来防止腐蚀。
1.2 采用涂层金属防腐法涂层法包括三大类，即涂覆和喷涂、镀层、化学转化膜。
在金属表面上制成保护层可隔开金属与腐蚀介质的接触，从而减少腐蚀。
涂覆是将有机和无机化合物涂覆在金属表面，常用的方法是涂漆和塑料涂层。
喷涂是通过喷枪或碟式雾化器，借助压力或离心力将有机和无机化合物分散成均匀、微细的雾滴，施涂于被涂物表面的涂装方法，主要为分电弧喷涂、等离子喷涂、静电喷涂、手工喷涂等。
金属镀层是一种利用金属粉末在工件表面形成镀层的工艺，主要包括电镀、热镀、喷镀、渗镀、化学镀、机械镀、真空镀等。
化学转变膜是采用化学或电化学方法使金属表面形成稳定的化合物膜层，根据成膜时所采用的介质，可将化学转化膜分为氧化物膜、磷酸盐膜、铬酸盐膜等。
根据构成涂层法保护层的物质，可将其分为2类：①非金属保护层。
比如油漆、塑料、玻璃钢、橡胶、沥青、搪瓷、混凝土、珐琅、防锈油等。
②金属保护层。
在金属表面镀上一种金属或合金，作为保护层，以减慢腐蚀速度。
用作保护层的金属通常有锌、锡、铝、镍、铬、铜、镉、钛、铅、金、银、钯、铑及各种合金等。
1.3 处理腐蚀介质处理腐蚀介质就是改变腐蚀介质的性质，降低或消除介质中的有害成分，以防止腐蚀。
这种方法只能在腐蚀介质数量有限的条件下进行，对充满空间的大气是无法处理的。
处理腐蚀介质一般分以下2类：①去掉介质中的有害成分，改善介质性质。
比如在热处理炉中通过保护气体以防止氧化，在酸性土壤中掺入石灰进行中和，防止土壤腐蚀等。
②在腐蚀介质中加入缓蚀剂。
在腐蚀介质中加入少量的缓蚀剂可使金属腐蚀的速度大大减慢，此种物质称为缓蚀剂或腐蚀抑制剂。
比如在自来水系统中加入定的苛性钠或石灰，以去除水中过多的一氧化碳，防止水管腐蚀，在钢铁酸洗溶液中加缓蚀剂，以抑制过酸洗和氢脆性等。
1.4 电化学保护金属防腐法用直流电改变被保护的金属电位，从而使腐蚀减缓或停止的保护法称为电化学保护。
这类保护方法主要有外电源阴极保护法、保护器保护法和阳极保护法三种。
2 高铁铁轨金属构件防腐自2013年开始，我国高铁凭借高速、高安全和高性价比的技术优势，逐渐走向世界和改变世界，甚至已成为21世纪群雄逐鹿的标志。
然而，高铁在使用过程中，由于铁轨上的零部件长期暴露在自然环境中，承受着日晒雨淋，机械振动、冲击、磨损以及野外高温、高寒、高湿等恶劣气候环境等破坏，因此，其防腐工作显得尤其重要。
铁轨金属构件的防腐直接影响着列车的运行安全。
此外，钢构件在生产和运输过程中易生锈，施工连接时难以配合，且生锈后耐用性差，即使采用表面涂防锈油的方法也难以在恶劣的户外条件下长时间维持钢构件的防锈性能，传统的电镀、单一的锌铬涂层等工艺都难以满足钢铁制件的使用要求。
为了防止腐蚀对金属构件造成的损害，延长钢铁材料和设备的使用寿命，国内外学者对防腐技术进行了长期研究和工业化开发。
其中，涂层防腐技术在金属构件防护中被广泛应用，包括热浸镀锌或铝等涂层、锌及铝等扩散涂层、电镀锌及其合金涂层和化学转化涂层、电镀锌（离子镀或离子注入等）、冷镀锌（机械镀、化学镀、涂刷镀等）及热镀锌涂层、达克罗防腐涂层、粉末真空多元合金共渗等防腐技术。
随着防腐技术的不断发展，涂层防腐技术不断推陈出新，不仅要求涂层的防腐性能好，更要注重涂层工艺对环境的二次污染问题。
由于热浸镀锌存在锌废料和锌蒸汽等污染，电镀锌法有“三废”排放，进而被淘汰；达克罗（DACROMET）即片状锌基铬盐防护涂层因存在“六价铬”，对环境造成了严重的污染，目前，国外已限制达克罗涂层的工业应用。
我国武汉材料保护研究所于20世纪60年代就开展了对粉末渗锌工艺的研究；北京有色冶金设计研究总院于1984年开始对粉末渗锌工艺进行探索性试验研究，1986—1988年实现了工业化生产，开发出粉末渗锌成套设备和粉末渗锌产品等国家专利，为在国内全面推广这项新工艺提供了技术基础。
而多元合金共渗技术是在粉末渗锌和真空渗锌的基础上发展和创新出来的最新的防腐处理技术，是目前金属构件防腐的热门技术。
3 多元合金共渗技术3.1 多元合金共渗技术的原理钢铁制件的多元合金共渗过程实际上是多种金属元素与铁元素之间的热力学和动力学的过程，取决于各金属元素与铁元素的相平衡信息和扩散路径。
多元合金共渗的技术原理是利用物理、化学吸附沉积和机械碰撞使多元金属粉在工件表面形成镀层。
由于其他金属元素的引入，使渗层由类似多种合金组成，从而提高渗层的防锈性能。
由于采用了以锌粉、铝粉、稀土金属等材料为主要组分，其中的金属元素达到了3个以上，所以称为多元渗剂。
而将采用多元渗剂进行浸渗处理称为多元合金共渗。
其共渗过程是将多元微纳米渗锌剂与钢铁制件置于真空渗锌炉中，加热到350～420 ℃，多元活性锌等金属原子则由表及里地向钢铁制件渗透。
同时，铁元素由内向外扩散，在钢铁制件的表层形成锌-铁多元金属间化合物，即多元镀锌层。
这种镀层与其他锌镀层相比，具有结合强度高、镀层硬度高、无氢脆危害、镀层厚度均匀性好、工艺简单、节省原料等优点。
3.2 多元合金共渗装置及工艺多元合金共渗的发生装置是共渗炉，主要由炉胆（装料筒）、炉体（加热体）、电机、底座、支撑架、滚筒、控制系统、定位装置和外部降尘部件组成，其外观如图1所示。
多元合金共渗技术主要包括下料、机加工、除油，抛丸、多远合金共渗等多种工艺，其工艺流程如图2所示。
3.2.1 下料利用火焰切割、等离子切割或冲裁等方式将钢板切割成需要的坯料。
3.2.2 机加工将钢坯料通过机械加工、拼焊和清理，制成钢铁制件。
3.2.3 除油对钢铁制件进行表面除油处理，目的是获得良好的多元合金共渗层质量。
3.2.4 抛丸将直径在0.5～2.0 mm的铸铁丸子在0.2～0.4 MPa压缩空气的作用下抛向钢铁制件表面，目的是除锈并降低钢铁制件表面粗糙度，以获得良好的表面质量。
3.2.5 多元合金共渗在渗锌炉中，将钢铁金属制件埋在渗锌剂中，控制炉膛装填量为70%～75%，炉膛转速为2～3.8 r/min，渗锌温度400～480 ℃。
3.2.6 检测对合金共渗层的厚度、硬度、抗腐蚀性能进行检测。
3.2.7 封闭对检验合格的多元合金共渗钢铁制件通过喷漆或钝化进行表面封闭处理，提高钢铁制件的耐腐蚀性能。
3.2.8 检测对封闭处理后的钢铁制件按照图纸要求进行全面检验。
3.2.8 包装对终检合格的钢铁制件（产品）进行包装。
3.3 多元合金共渗的技术瓶颈虽然多元合金共渗防腐技术有很多优点，但在工业化生产中，仍然存在以下瓶颈和亟待解决的技术问题：①现有多元合金共渗层配方锌粉用量大、成本高。
需要对铁路混泥土钢铁制件的使用环境设计多元合金共渗层配方和封闭涂层配方，以延长使用寿命，并降低锌粉用量。
②现有多元合金共渗过程加热保温周期长、能耗大。
整个渗锌过程中从加热到保温至少需要4.5 h，生产效率低。
③渗锌炉渗锌完成后，取出金属构件时的粉尘较大，既污染环境，又影响生产工人的身体健康，靠自然降尘需要等待3 h左右，降低了生产效率。
④在现有渗锌炉的渗锌过程中，易导致金属构件滚动、碰撞，造成金属构件如螺栓牙纹损坏，成品合格率低，生产成本进一步加大。
4 结束语目前，高铁、地铁、桥梁等交通基础建设所需的大量紧固件和连接件等金属构件要求按新标准生产。
由于高速铁路、地铁和桥梁有其自身的特点和使用环境，对金属材料的防腐性能要求高。
为了满足高铁、地铁和桥梁等基础设施建设的需要，金属防腐技术仍需深入研究。
多元合金共渗技术只有解决其在生产实践中存在的问题，才能进一步推广和应用。
〔编辑：张思楠〕。