B块体的制备工艺的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种耐锌液腐蚀的合金制备工艺。随着钢材镀锌需求和产量的不断增 加，造成沉没辊、镀锌用夹具等用材料消耗量的增加，因此获得较优良的耐锌液腐蚀的材料 具有重要的工程应用价值。
【背景技术】
[0002] 磨损、腐蚀和断裂是材料重要失效形式，金属材料的腐蚀给国民经济带来的损失 巨大，镀锌层是应用最广泛的钢铁材料表面防护方法之一。针对镀锌装置等用材料之一：新 型的铁-硼耐蚀合金，虽然该合金中Fe 2B相具有较好的抗锌液腐蚀性能，但是其基体抗腐 蚀性能较差，导致该铸造合金的耐锌液腐蚀性能的显著下降。往往希望通过控制合金元素 Mo、Ni和Cr等加入量和铸造工艺来实现获得网状Fe2B有效地保护基体来提高该铸造合金 的耐锌液腐蚀性能。工程应用结果表明其虽然具有一定的效果，但是并不理想。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于提供一种具有更优良的耐锌液腐蚀性能的Cr2B材料的制备方 法。
[0004] 为了达到以上目的，本发明是采取如下技术方案予以实现的：
[0005] 一种耐锌液腐蚀Cr2B块体的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：
[0006] (1)将纯度不低于99. 8%的Cr粉、B粉按摩尔比2 :1迅速称重后装入球磨罐中， 并加入粉体总重量10%的丙酮，进行抽真空并充入氩气；
[0007] (2)将球磨罐放入球磨机中球磨5-20小时，将取出的Cr、B混合粉快速充填到石 墨坩埚中；
[0008] (3)将装有Cr、B混合粉的石墨坩埚放入等离子活化真空烧结炉中，于 IKKTC -1600°c下进行真空压力烧结，并保温时间5-20分钟，烧结完毕后随炉冷却，最终得 到Cr2B块体。
[0009] 上述工艺中，所述Cr粉、B粉的粒度均< 200 μ m。所述球磨罐的真空度为KT1Patl 所述真空压力烧结的真空度为KT1Pa ;压力为10-200Mpa。所述真空压力烧结的升温速度为 5-10。。/ 秒。
[0010] 本发明工艺中通过一定量的丙酮以及氩气保护使Cr粉和B粉的分散性更好，并且 B元素会有部分固溶于Cr中，随着球磨时间的延长，B粉在Cr粉表面及内部分布更加均匀， 有利于最后烧结得到纯净的Cr2B块体。
[0011] 本发明工艺简单，生产周期短，可明显节约生产成本和提高生产效率。可以制备出 具有不同晶粒尺度的Cr2B块体材料，耐锌液腐蚀性明显优于铁-硼耐蚀合金和块体Fe2B材 料，从而为替代目前所使用的铸造铁硼合金材料以及Fe2B块体材料成为可能。
【附图说明】
[0012] 图1为本发明实施例3制得的Cr2B块体试样的金相组织照片。
【具体实施方式】
[0013] 实施例1
[0014] 将Cr粉（纯度和粒度分别为：99. 9 %和200 μ m)和B粉（纯度和粒度分别为： 99. 99%和200 μm)按摩尔比2:1进行称重配比，进行迅速称重后装入球磨罐中（主要是 要求对B粉迅速称重，以免过多的吸湿），并加入粉体总重量10%的过程控制剂丙酮，进行 抽真空（真空度I(T 1Pa),并充入氩气保护，再进行密封。将球磨罐放入球磨机中开机转动， 球磨时间5小时，球磨完成之后，将Cr、B混合粉快速充填到石墨坩埚中，将盛放Cr、B混合 粉的石墨坩埚放入等离子活化真空烧结炉中进行真空压力烧结，真空度为KT 1Pa ;压力为 IOMPa ;升温速度为10°C /秒；烧结温度为1100°C，保温5分钟，烧结完毕后随烧结炉一同冷 却至约100°C以下时出炉。
[0015] 所得Cr2B块体试样利用排水法测试致密度约为97. 6%;表1给出了三种不同材料 在熔锌中的腐蚀试验（锌液温度为650°C ;腐蚀10小时）的比较结果（平均腐蚀速率，按 深度法）。从表1中可看出，本实施例〇#块体较铁硼铸造合金和Fe2B块体材料的腐蚀速 率显著提高。
[0016] 表 1
[0017]
【主权项】
1. 一种耐锌液腐蚀Cr 2B块体的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤： (1) 将纯度不低于99. 8 %的Cr粉、B粉按摩尔比2 :1迅速称重后装入球磨罐中，并加 入粉体总重量10%的丙酮，进行抽真空并充入氩气； (2) 将球磨罐放入球磨机中球磨5-20小时，将取出的Cr、B混合粉快速充填到石墨坩 埚中； (3) 将装有Cr、B混合粉的石墨坩埚放入等离子活化真空烧结炉中，于1100°C -1600°C 下进行真空压力烧结，并保温时间5-20分钟，烧结完毕后随炉冷却，最终得到Cr2B块体。
2. 如权利要求1所述的耐锌液腐蚀Cr 2B块体的制备工艺，其特征在于，所述Cr粉、B 粉的粒度均< 200 ym。
3. 如权利要求1所述的耐锌液腐蚀Cr 2B块体的制备工艺，其特征在于，所述球磨罐的 真空度为K^Pa。
4. 如权利要求1所述的耐锌液腐蚀Cr 2B块体的制备工艺，其特征在于，所述真空压力 烧结的真空度为K^Pa ;压力为10_200Mpa。
5. 如权利要求1所述的耐锌液腐蚀Cr 2B块体的制备工艺，其特征在于，所述真空压力 烧结的升温速度为5-10°C /秒。
【专利摘要】本发明公开了一种耐锌液腐蚀Cr2B块体的制备工艺，首先，将Cr粉、B粉按摩尔比2：1迅速称重后装入球磨罐中，并加入一定量的过程控制剂，进行抽真空并充入氩气保护。然后，将球磨罐放入球磨机中球磨5-20小时，将Cr、B混合粉快速充填到石墨坩埚中。最后，将盛放混合粉的石墨坩埚放入等离子活化真空烧结炉中进行真空压力烧结，烧结温度为1100℃-1600℃；保温时间为5-20分钟，随烧结炉一同冷却。本发明中制备过程简单，制备的Cr2B块体材料可用于钢板、钢锭等的镀锌的行业。
【IPC分类】C01B35-04
【公开号】CN104528751
【申请号】CN201410772082
【发明人】皇志富, 邢建东, 高义民
【申请人】西安交通大学
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2014年12月12日