方案做进一步的介绍说明。在介绍具体实施例 前，对下述实施例中所涉及部分实验的检测依据、检测项目、检测设备简要介绍说明如下。
[0017] 检测依据主要有：科技基【2007】207号《客运专线弹条IV型、弹条V型、WJ-7 型、WJ-8型扣件暂行技术条件》、GB/T10125-2012《人造气氛腐蚀试验盐雾试验》、GB/ T6461-2002《金属基体上金属和其他无机覆盖层经腐蚀试验后的试样和试件的评级》、 JB/T5069-2007《钢铁零件渗金属层金相检验方法》、GB/T 13298-1991《金属显微组织 检验方法》、GB/T 4340. 1-2009《金属材料维氏硬度试验第1部分：试验方法》、GB/T 6462-2005《金属和氧化物覆盖层厚度测量显微镜法》等。
[0018] 检测项目主要有：盐雾试验、疲劳试验、金相组织（回火）检测、冷弯性能、弯曲试 验、洛氏硬度检测等； 检测样品包括:WJ_7型扣件、弹条、六角头螺栓及其配套六角螺母或防盗螺母(型号 M15)等。
[0019] 检测仪器主要有:洛氏硬度计、600DX液压伺服万能材料试验机、GX71倒置式系统 金相显微镜、VMH-104显微硬度计、PT-20弹条疲劳试验机、盐雾试验箱； 盐雾试验箱内试验条件为：氯化钠50±5g/L，pH 6. 5~7. 2,温度35±1°C，盐雾沉降量 1~2 mL/h，连续喷雾，每48小时照相，对样品是否产生红锈现象及产生程度进行记录；试验 时间根据需要设定。
[0020] 需要说明的是，由于语言习惯问题，文中所述构件、工件含义相同，均是指待处理 的金属基体样品，需注意的是，本发明中所述金属基体样品虽然多是铁基(或说钢铁基）金 属样品，但采用本发明的防腐处理工艺时，其应用范围不应仅限于铁基样品。
[0021] 另外需要说明的是，本发明中所述合金共渗、低温合金共渗等均是指本发明所提 供的低温合金共渗金属防腐处理方法；而高温热浸镀锌、热浸镀锌、高温镀锌等均是指现有 的镀锌工艺(处理温度通常在450°C左右)，相关文字描述区别仅属于文字描述习惯问题，相 关区别并不会造成本领域技术人员的歧义或者误解。
[0022] 实施例1 本实施例以高速铁路轨道用弹条l〇〇〇kg为例，进行了低温合金共渗金属防腐处理，具 体处理过程如下所述。
[0023] (1)工件预处理，对工件采用网带炉加热至320°C保温15分钟清除工件表面的油 渍，然后采用喷砂除锈工艺去除工件表面的锈渍； (2) 装炉，在步骤（1)中预处理后的工件置于加热炉内，再加入金属粉末； 所述的金属粉末，为经微波、磁场活化的纳米金属粉末，具体为：用325目工业蒸馏锌 和氯化锌按照30:1的质量比例密闭在微波状态下加热至300°C即可，加入比例为工件质量 的15%。；即对高速铁路轨道用弹条表面均匀涂敷15kg活化后的金属粉末； (3) 加热，将步骤（2)中加热炉加热至260°C保温1. 5h，加热保温过程中连续滚动正转 5分钟反转5分钟，在加热滚动过程中，以冶金结合的形式使锌原子渗入工件基体表面； (4) 电解抛光，将步骤（3)中加热处理后工件出炉后，自然降温至室温，然后进行水洗， 干燥后置于电解用滚筒内进行电解抛光； 所述电解抛光为：将工件作为阳极，以铁板为阴极，电解液为：NaOH 200mL/L、硫酸镍 15g/L、乙二胺22g/L、三乙醇胺40g/L，电解20~60分钟，通过电解抛光将工件表面多余的 锌离子置换到了阴极铁板上； (5) 钝化处理，将步骤（4)中电解后工件倒出电解用滚筒后，采用无铬钝化剂进行钝化 处理，钝化温度28°C，钝化时间为20s ;然后将工件水洗、烘干后即为防腐处理完成后成品； 所述无铬钝化剂主要成分：氯化钠45-65g/L、氯化镍5-10g/L、硫酸亚铁5-10g/L、锌粉 5-8g/L〇
[0024] 对处理后弹条随机抽取部分样品进行检测，检测结果如下表所示(表中为 所随机抽取样品编号）：
[0025] 从上表中可以看出，在金属基体表面合金共渗防腐层厚度在13~14μπι左右，厚度 均勾，且中性盐雾试验l〇〇〇h时(理论而言，防腐层厚度为6 μ m时，如果可通过600小时以 上盐雾试验，户外理论防锈时间可达10年以上；防腐层厚度为15 μπι时，如果可通过2000 小时以上盐雾试验，户外理论防锈时间可达30年以上)，也未出现红锈现象，表明合金共渗 防腐层具有较好的防腐蚀效果。
[0026] 从本实施例可以看出，本发明所提供的低温合金共渗防腐处理方法，工序较少，处 理工艺简单，且各工序成熟度较高，生产速度快，因而生产效率可大大提高。处理工序中无 需酸性化工和重金属原料，不造成环境污染，不对生产工人造成身心伤害。防腐处理过程中 电解过程简单、工艺成熟，电解出的锌离子可被循环利用，节省了能源。同时用该方法处理 的工件表面光洁度亮度和耐腐蚀程度都远远超过了传统的粉末渗锌；同时工件的强度、韧 性、尺寸精度都得到了非常好的保证，使用寿命和安全系数大大提高。
[0027] 实施例2 本实施例高速铁路上所用螺旋道钉为例，进行了防腐处理，处理方法同实施例1。处理 完成后，部分样品检测结果如下所述。
[0028] 断后伸长率、断面收缩率、芯部洛氏硬度、防腐层厚度、冷弯性能检验结果如下表 所示：
[0029] 实物拉力、中性盐雾试验（1000h)检验结果如下表所示：
[0030] 从上表中检测结果可以看出，本发明处理后金属基体表面的合金共渗防腐层厚度 均匀，且相对较薄，因而可较好减小紧固螺栓间的公差问题，同时合金共渗防腐层的硬度较 好、防腐蚀性能较好，对于金属基体本身的机械性能没有影响，因而能够对金属基体起到有 效的防护作用。
[0031] 在上述实施例基础上，发明人对高速铁路轨道中常用其他工件，如锚固螺栓Bl、T 型螺栓T1、重型弹簧垫圈、螺母、平垫圈、预埋铁座TZ4和WJ8铁垫板等，分批次进行了防腐 处理后，检测结果均表明，合金共渗防腐层厚度在1〇~15 μπι左右，而且中性盐雾试验在达 至lj 1000h以上时，未出现红锈现象，在2. 5kg重锤冲击、螺栓15°冷弯、实际安装并拆卸多次 后的中性盐雾试验中，工件的试验时间也能达到较好技术效果，未出现红锈现象。
[0032] 需要强调的是，上述实施例仅为本发明技术方案的较佳实施例和较为简要的说 明，在上述实施例基础上，对技术方案进行适当调整后，即可获得本发明的完整的技术方 案，此处不再过于重复描述。
【主权项】
1. 一种低温合金共渗金属防腐工艺，其特征在于，该方法包括以下步骤： (1) 工件预处理，除去工件表面杂质； (2) 装炉、加热，将步骤（1)中预处理后的工件置于加热炉内，再加入金属粉末， 20(TC~38(TC保温 1~1. 5h; 金属粉末用量为工件质量的15%。~25%〇 ; 所述金属粉末为单质锌和氯化锌的混合物；以质量比计，单质锌：氯化锌=20~40 :1， (3) 电解抛光，将步骤（2)中加热处理后工件出炉，再经降温，水洗，干燥后进行电解抛 光； (4) 钝化处理，将步骤（3)中电解抛光后工件进行钝化处理即可； 处理完成后，工件表面合金共渗防腐层厚度为8~25μm。2. 如权利要求1所述低温合金共渗金属防腐工艺，其特征在于，步骤（2)中，所述单质 锌为325目的蒸馏锌。3. 如权利要求1所述低温合金共渗金属防腐工艺，其特征在于，步骤（2)中，以质量比 计，单质锌：氯化锌=30 :1。4. 如权利要求1所述低温合金共渗金属防腐工艺，其特征在于，步骤（3)中，电解时，电 解液组成为：NaOH200g/L、硫酸镍15g/L、乙二胺22g/L、三乙醇胺40g/L。5. 如权利要求1所述低温合金共渗金属防腐工艺，其特征在于，步骤（4)中，钝化时采 用无铬钝化剂，成分为：氯化钠45~65g/L、氯化镍5~10g/L、硫酸亚铁5~10g/L、锌粉5~8g/ L〇
【专利摘要】本发明属于金属热处理与冶金相结合的技术领域，进一步而言，属于金属表面防腐技术领域，更具体的，本发明涉及一种低温合金共渗金属防腐工艺。该方法包括工件预处理、装炉、加热、电解抛光、钝化处理等步骤，其中加热为200℃~380℃保温1~1.5h。与现有的其他高温镀锌防腐工艺相比，本发明具有涂层厚度均匀性好、合金共渗防腐层与金属基体结合强度高，硬度高，且耐磨损和抗划伤能力强、对于构件机械性能影响小，没有氢脆现象、处理工艺无污染，且抗腐蚀性、抗氧化性性能优良等优点，具有较好地推广应用价值。
【IPC分类】C23C10/02, C23C10/30, C23C10/60, C25F3/22, C23C22/68
【公开号】CN105420667
【申请号】CN201610010475
【发明人】刘永奎, 伍卫凡, 贾春岭
【申请人】郑州中原利达新材料有限公司
【公开日】2016年3月23日
【申请日】2016年1月8日