一种粉末包埋渗铝工艺用渗铝箱的密封材料及密封方法与流程

本申请涉及金属材料表面处理，尤其涉及一种粉末包埋渗铝工艺用渗铝箱的密封材料及密封方法。

背景技术：

1、粉末包埋渗铝是将工件和粉末状渗铝剂一起装入密封的渗铝箱中，经过加热、保温和扩散退火等工序，实现表面渗铝的方法；具体原理包括：将金属工件放在含有铝元素的渗铝剂中，并加热到一定温度，保持适当时间后，渗剂热分解所产生的铝元素的活性原子便被吸附到工件表面，并扩散进入工件表层，从而改变工件表层的化学成分、组织和性能，起到高温抗氧化和耐腐蚀的效果。

2、由于包埋渗铝温度为850℃～1050℃，在此过程中要保证渗铝剂与氧气的完全隔绝，因一旦氧气接触渗铝剂将会造成活性较高的渗铝剂直接被氧化，使得铝元素无法扩散到被渗工件表面，导致包埋渗铝工艺的失效。

3、目前对渗铝箱传统的密封方法主要有两种，一种是在渗铝过程中通入保护气氛h2或ar，此种方法不但对渗铝加热设备的密封性要求较高，而且大量消耗保护气体，造成渗铝成本的增加；另一种方式是采用高温密封胶对渗铝箱提前进行封接，此种方法虽然在室温能对渗铝箱进行有效密封，但是在高温条件下，当渗铝剂受热分解后气体的体积会发生膨胀，进而产生大量气体，将高温密封胶冲开，这会造成渗铝剂的大量氧化，从而严重影响渗铝效果。因此如何提供一种粉末包埋渗铝工艺用渗铝箱的密封材料，以可以使得渗铝箱内产生气体的顺利排出同时还可以避免渗铝剂的氧化烧损与活性表面氧化，是目前亟需解决的技术问题。

技术实现思路

1、本申请提供了一种粉末包埋渗铝工艺用渗铝箱的密封材料及密封方法，以解决现有技术中渗铝箱传统的密封方法难以使得渗铝箱内产生气体的顺利排出同时还可以避免渗铝剂的氧化烧损与活性表面氧化。

2、第一方面，本申请提供了一种粉末包埋渗铝工艺用渗铝箱的密封材料，所述密封材料包括低熔点无机物，所述低熔点无机物的熔融温度为400℃～500℃，所述低熔点无机物的热膨胀系数为21×10-7℃-1～73×10-7℃-1。

3、可选的，所述低熔点无机物在600℃以上的粘度≤10pa·s。

4、可选的，所述低熔点无机物的软化温度为300℃～400℃。

5、可选的，所述低熔点无机物为磷酸盐、硼酸盐、钒酸盐和铋酸盐中的至少一种。

6、可选的，所述低熔点无机物的化学成分还包括al2o3、si2o3、na2o、k2o、cao、zno、sno、teo2和bao中的至少一种。

7、第二方面，本申请提供了一种粉末包埋渗铝工艺用渗铝箱的密封方法，所述密封方法包括：

8、采用第一方面所述的密封材料在渗铝箱的接口处进行填封，后在所述渗铝箱密封前进行预氧化，得到密封渗铝箱。

9、可选的，所述填封的密封材料厚度为5mm～30mm。

10、可选的，所述预氧化的温度为500℃～650℃，所述预氧化的时间为1h～5h。

11、可选的，所述预氧化所形成的氧化膜的化学成分包括fe3o4、feo和fe3o4与feo的混合物中的至少一种。

12、可选的，所述预氧化所形成的氧化膜厚度为20μm～300μm。

13、本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：

14、本申请实施例提供的一种粉末包埋渗铝工艺用渗铝箱的密封材料，通过将低熔点无机物作为渗铝箱的封口介质，并控制低熔点无机物的具体熔融温度和具体热膨胀系数，由于包埋渗铝温度为850℃～1050℃，因此在渗铝升温过程中，该低熔点无机物可以熔化为液态，且随着温度的升高可以使得低熔点无机物的粘度发生改变，从而对渗铝箱的接口处进行液封保护，方便渗铝箱内产生的气体透过粘度改变后的低熔点无机物而顺利排出，同时避免渗铝剂的氧化烧损与活性表面氧化。

技术特征：

1.一种粉末包埋渗铝工艺用渗铝箱的密封材料，其特征在于，所述密封材料包括低熔点无机物，所述低熔点无机物的熔融温度为400℃～500℃，所述低熔点无机物的热膨胀系数为21×10-7℃-1～73×10-7℃-1。

2.根据权利要求1所述的密封材料，其特征在于，所述低熔点无机物在600℃以上的粘度≤10pa·s。

3.根据权利要求1所述的密封材料，其特征在于，所述低熔点无机物的软化温度为300℃～400℃。

4.根据权利要求1所述的密封材料，其特征在于，所述低熔点无机物为磷酸盐、硼酸盐、钒酸盐和铋酸盐中的至少一种。

5.根据权利要求4所述的密封材料，其特征在于，所述低熔点无机物的化学成分还包括al2o3、si2o3、na2o、k2o、cao、zno、sno、teo2和bao中的至少一种。

6.一种粉末包埋渗铝工艺用渗铝箱的密封方法，其特征在于，所述密封方法包括：

7.根据权利要求6所述的密封方法，其特征在于，所述填封的低熔点无机物厚度为5mm～30mm。

8.根据权利要求6所述的密封方法，其特征在于，所述预氧化的温度为500℃～650℃，所述预氧化的时间为1h～5h。

9.根据权利要求6所述的密封方法，其特征在于，所述预氧化所形成的氧化膜的化学成分包括fe3o4、feo和fe3o4与feo的混合物中的至少一种。

10.根据权利要求6所述的密封方法，其特征在于，所述预氧化所形成的氧化膜厚度为20μm～300μm。

技术总结
本申请涉及金属材料表面处理技术领域，尤其涉及一种粉末包埋渗铝工艺用渗铝箱的密封材料及密封方法；所述密封材料包括低熔点无机物，所述低熔点无机物的熔融温度为400℃～500℃，所述低熔点无机物的热膨胀系数为21×10<supgt;‑7</supgt;℃<supgt;‑1</supgt;～73×10<supgt;‑7</supgt;℃<supgt;‑1</supgt;；在渗铝升温过程中，该低熔点无机物可以熔化为液态，且随着温度的升高可以使得低熔点无机物的粘度发生改变，从而对渗铝箱的接口处进行液封保护，方便渗铝箱内产生的气体透过粘度改变后的低熔点无机物而顺利排出，同时避免渗铝剂的氧化烧损与活性表面氧化。

技术研发人员：李冬生,侯光辉,刘丹,马军义,曹永峰,刘彦辉
受保护的技术使用者：中铝郑州有色金属研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15