【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明屬于鋼鐵表面化學(xué)熱處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高硬度、耐蝕性能強(qiáng)的粉末滲鋅制件。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)“鋼鐵制件粉末滲鋅技術(shù)”。粉末滲鋅又稱熱滲鋅，是固態(tài)多元共滲表面強(qiáng)化技術(shù)中的一種。固態(tài)多元共滲表面強(qiáng)化技術(shù)是利用加熱狀態(tài)下金屬原子的滲透擴(kuò)散作用，將一種或多種金屬元素滲入到金屬制件表面形成一種合金防護(hù)層的一類化學(xué)熱處理工藝，2008年出版的美國(guó)astm標(biāo)準(zhǔn)將這種工藝形成的防護(hù)涂層稱為熱擴(kuò)散涂層，通過熱擴(kuò)散涂層處理工藝可以明顯改善金屬材料表面耐腐蝕、耐磨損、抗氧化及抗沖擊等使用性能，有效擴(kuò)大金屬材料的應(yīng)用范圍。

粉末滲鋅就是一種具體的熱擴(kuò)散表面強(qiáng)化技術(shù)，它利用加熱狀態(tài)下鋅元素?cái)U(kuò)散進(jìn)入鋼鐵結(jié)構(gòu)件表面制備zn-fe合金保護(hù)層的一種化學(xué)熱處理工藝，粉末滲鋅涂層可以有效改善和提高鋼鐵結(jié)構(gòu)件表面的抗腐蝕、抗表面氧化及耐磨損性能。綜合分析機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)jb/t5067-1999《鋼鐵制件粉末滲鋅》、歐洲標(biāo)準(zhǔn)en13811-2003《鐵制品的鋅擴(kuò)散涂層詳細(xì)規(guī)范》及國(guó)內(nèi)/國(guó)外粉末滲鋅過程等資料，國(guó)內(nèi)/國(guó)外粉末滲鋅的基本工藝流程主要包括前處理、熱滲鋅和后處理等3個(gè)過程。

前處理為將制件表面的油污、銹跡清理干凈，一般使用的工藝方法為酸洗、噴丸或噴砂，但這3種方法均有不同的局限性。

酸洗是通過化學(xué)反應(yīng)的方法去除鋼鐵制件表面的油污、銹跡，但同時(shí)會(huì)在化學(xué)反應(yīng)過程中產(chǎn)生氫原子而進(jìn)入鋼鐵制件中。由于氫原子活性很大，其在制件中各處活動(dòng)會(huì)產(chǎn)生2種后果：1)制件在非受力狀態(tài)下，氫原子在制件中聚集形成氫分子，氫分子在積聚部位膨脹產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，進(jìn)而使制件產(chǎn)生氫脆微裂紋，導(dǎo)致制件受力時(shí)極易斷裂。2)制件在受力狀態(tài)下，氫原子在制件中活動(dòng)，逐漸積聚為氫分子。氫分子在積聚部位膨脹產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，進(jìn)而使制件產(chǎn)生氫脆延遲微裂紋，導(dǎo)致制件受力后極易斷裂。因此，該方法一般不適合機(jī)械加工鋼鐵制件。

噴丸或噴砂是通過連續(xù)機(jī)械打擊的方法去除鋼鐵制件表面的油污、銹跡，但同時(shí)會(huì)在制件表面留下機(jī)械損傷。對(duì)于表面要求不高的制件，該種方法可以適用；對(duì)于表面不能大面積損傷的制件，該種方法不能適用。而機(jī)械加工鋼鐵制件的表面一般已經(jīng)過加工，噴丸或噴砂會(huì)損傷制件的形位公差和表面形態(tài)，因而該方法一般不適合機(jī)械加工鋼鐵制件。

由以上可知，酸洗、噴丸或噴砂等工藝不適合于機(jī)械加工鋼鐵制件粉末滲鋅的前處理。

加熱滲鋅是將鋼鐵制件、鋅粉及惰性沖擊介質(zhì)混合填充在密封的不銹鋼容器中，并將容器放置在熱處理爐中，在容器旋轉(zhuǎn)的情況下加熱到360-450℃并保溫一段時(shí)間，利用金屬原子的擴(kuò)散作用，在構(gòu)件表面形成fe/zn合金保護(hù)層。

由加熱滲鋅的過程可知，其是一個(gè)中溫回火的過程，在滲鋅過程中無引入氫原子的環(huán)境，因而不會(huì)出現(xiàn)像化學(xué)鍍鋅一樣因引入氫原子而導(dǎo)致的氫脆傾向。此外，此溫度下吸入鋼基體的氫原子可大部分?jǐn)U散逸出，因而有一定去氫處理(≥200℃，保溫8-24h)的效果。但只能除去大部分氫原子，不能除去全部氫原子，也不能除去氫分子。因此，加熱滲鋅過程不能完全消除由于酸洗給機(jī)械加工鋼鐵制件帶來的氫脆隱患。

另外，與傳統(tǒng)的粉末包埋化學(xué)熱處理工藝不同(將制件包埋在粉末中在靜止?fàn)顟B(tài)下加熱)，工業(yè)化粉末滲鋅過程是在不斷滾動(dòng)狀態(tài)下進(jìn)行加熱處理，粉末混合物與工件之間的機(jī)械摩擦、沖擊作用不僅有利于新鮮擴(kuò)散滲劑與被處理界面的緊密接觸，而且使得被加熱介質(zhì)溫度場(chǎng)均勻化，并有效促進(jìn)冶金擴(kuò)散化學(xué)反應(yīng)。

制件在不斷滾動(dòng)、摩擦、沖擊狀態(tài)下，雖然惰性沖擊介質(zhì)可起到相當(dāng)大的阻隔及緩沖作用，但難免會(huì)出現(xiàn)制件間、制件與容器間、制件與工裝間相互碰撞，導(dǎo)致制件表面形態(tài)出現(xiàn)輕量損傷。因此，加熱滲鋅過程不能杜絕機(jī)械加工鋼鐵制件表面形態(tài)損傷。

由上分析可知，傳統(tǒng)粉末滲鋅工藝會(huì)使機(jī)械加工鋼鐵制件出現(xiàn)氫脆隱患，或大面積損傷工件而致使其形位公差及表面形態(tài)質(zhì)量下降，因而不適合于機(jī)械加工鋼鐵制件粉末滲鋅，即粉末滲鋅技術(shù)難以在機(jī)械加工鋼鐵制件中廣泛應(yīng)用。

室外鋼結(jié)構(gòu)及緊固件、高速公路護(hù)欄、橋梁，水暖器具、建筑五金、汽車、工程機(jī)械等鋼鐵零部件，粉末冶金制品以及化工、海洋、冶金、發(fā)電等工程中使用的鋼鐵零部件，常常需要耐腐蝕防護(hù)層。鋅是鋼鐵件表面防護(hù)中最常使用的化學(xué)元素：熱浸鍍鋅層，厚度一般在15-130μm，構(gòu)件平面與邊角鍍層厚度有明顯差別，均勻性差，不易控制；電鍍鋅層，厚度一般在5-25μm，平面鍍層均勻性好，但構(gòu)件內(nèi)部空腔的鍍層薄，且有時(shí)無鍍層；熱噴涂鋅層，厚度一般為84-300μm，也可厚達(dá)3mm，厚度均勻性差，致密性低；粉末滲鋅層，厚度只取決于滲鋅劑、加熱溫度與保溫時(shí)間等工藝參數(shù)，與構(gòu)件的形狀和位置基本無關(guān)，當(dāng)處理帶有螺紋、凹槽和內(nèi)孔等復(fù)雜形狀的鋼鐵件時(shí)，滲鋅層的厚度幾乎相同，一般厚度可以在10-100μm之間選擇，通過調(diào)整保溫時(shí)間準(zhǔn)確控制在某一厚度值附近。

粉末滲鋅，是將粉末滲鋅劑與鋼鐵件共置于密封容器中，加熱到400℃左右，使活性鋅原子由鋼鐵件的表面向內(nèi)部滲透，在其表層形成均勻的鋅鐵合金層的工藝方法。相對(duì)于其他方法，粉末滲鋅的鋅消耗量低、節(jié)省原材料；生產(chǎn)過程無污染，勞動(dòng)條件好；生產(chǎn)設(shè)備簡(jiǎn)單，使用和維修成本低。粉末滲鋅在鋼鐵件表面形成的鋅鐵合金層具有耐腐蝕性強(qiáng)、硬度高、耐磨損、抗劃傷、涂覆性能好等優(yōu)點(diǎn)。

腐蝕、銹蝕是鋼鐵材料的天敵。據(jù)估算，世界鋼產(chǎn)量約有十分之一損耗于腐蝕、銹蝕。實(shí)踐證明，在海洋大氣、惡劣的工業(yè)大氣等多種環(huán)境下，滲鋅層的耐蝕性優(yōu)于熱鍍鋅、電鍍鋅和不銹鋼。滲鋅層表面維氏硬度可以達(dá)到250-400，而熱鍍鋅、電鍍鋅鋼鐵件表面為純鋅，鍍層維氏硬度僅為70左右，因此滲鋅與熱鍍鋅和電鍍鋅相比，鋼鐵件的表面耐磨性和抗擦傷性能好得多。在一般情況下，滲鋅生產(chǎn)的前處理只采用拋丸機(jī)除銹清油，且用布袋除塵。粉末滲鋅技術(shù)為鋅的固體滲，沒有鋅蒸氣產(chǎn)生，工件與粉末滲鋅劑又在密閉的器具中進(jìn)行滲透和分離，對(duì)周圍環(huán)境沒有污染。據(jù)測(cè)算，熱鍍鋅鋼鐵件噸產(chǎn)品的鋅消耗量為100公斤左右，而粉末滲鋅僅為30公斤左右，只占熱鍍鋅的30％。另外，也沒有鋅鍋腐蝕這一熱鍍鋅的老大難問題。滲鋅產(chǎn)品的滲鋅層均勻，且與油漆的結(jié)合力為一級(jí)，涂漆后能實(shí)現(xiàn)復(fù)合防護(hù)，其耐腐蝕性均優(yōu)于熱鍍鋅、電鍍鋅和單一滲鋅層。經(jīng)滲鋅處理的鋼材制件不影響材料的力學(xué)性能。滲鋅處理的溫度比熱鍍鋅低100-280℃，此溫度下吸入鋼基體的氫原子已擴(kuò)散逸出。因此在應(yīng)用中沒有氫脆的危害，也能避免彈簧等一些高強(qiáng)度件因處理溫度高造成力學(xué)性能下降的弊端。所以，粉末滲鋅有廣闊的應(yīng)用前景。

但是，現(xiàn)有的粉末滲鋅劑及其應(yīng)用工藝需要的滲鋅時(shí)間長(zhǎng)；鋅鐵合金層的耐腐蝕性能還可以進(jìn)一步提高；鋼鐵件表面粘結(jié)有滲鋅劑，需要清理；用過的粉末滲鋅劑結(jié)塊，不便于回收再利用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種高硬度、耐蝕性能強(qiáng)的粉末滲鋅制件，以解決現(xiàn)有滲鋅劑活性低、滲速慢，形成的滲鋅層厚度小，使用中不夠節(jié)能，所得制件存在表面損傷等問題。本發(fā)明的粉末滲鋅制件硬度高，耐磨、耐蝕性能強(qiáng)，外觀均勻且無損傷。

為了解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種高硬度、耐蝕性能強(qiáng)的粉末滲鋅制件，其特征在于，包括以下步驟制成：

(1)將粉末滲鋅劑與欲滲鋅的制件裝入滾筒式加熱爐的陶瓷內(nèi)襯筒里，加蓋密封；

(2)將步驟(1)滾筒式加熱爐轉(zhuǎn)動(dòng)，升溫至350-370℃；

(3)控制溫度為350-370℃，增加超聲波，超聲波的功率為160-200w，將滾筒式加熱爐轉(zhuǎn)速從1r/min升至80r/min，再降速至1r/min，如此循環(huán)升降；

(4)粉末滲鋅15-18min后，緩慢冷卻至室溫，制得高硬度、耐蝕性能強(qiáng)的粉末滲鋅制件。

進(jìn)一步地，步驟(1)中所述粉末滲鋅劑，以重量份為單位，包括以下原料：鋅粉60-100份、海泡石粉2-6份、鋁粉3-5份、氧化鋁粉1-2份、鎂粉1-3份、鈷粉0.6-2份、鉛粉0.4-1.5份、硬脂酸鋁粉0.8-1.4份、氮化硼粉0.2-0.5份、二氧化硅粉0.5-1份、石墨烯粉0.6-1.2份、強(qiáng)化劑0.1-0.3份、分散劑0.2-0.4份、調(diào)節(jié)劑0.3-0.6份、活化劑0.8-1.2份、催滲劑0.6-0.9份、穩(wěn)定劑0.3-0.6份。

優(yōu)選地，所述石墨烯粉顆粒的直徑1-100nm。

優(yōu)選地，所述強(qiáng)化劑為701粉強(qiáng)化劑。

優(yōu)選地，所述分散劑以重量為單位，包括以下原料：bi2o38-12份、氨丙基三乙氧基硅烷9-15份、碳化鋁16-20份、nb2o58-15份、硫酸鎂15-22份。

優(yōu)選地，所述調(diào)節(jié)劑為丙烯酸酯類調(diào)節(jié)劑。

優(yōu)選地，所述活化劑為氯化銨。

優(yōu)選地，所述催滲劑為醋酸鐿。

優(yōu)選地，所述穩(wěn)定劑為改性膨潤(rùn)土穩(wěn)定劑。

優(yōu)選地，所述粉末滲鋅劑的制備方法，包括以下步驟：

s1：按重量份分別稱取鋅粉60-100份、海泡石粉2-6份、鋁粉3-5份、氧化鋁粉1-2份、鎂粉1-3份、鈷粉0.6-2份、鉛粉0.4-1.5份、硬脂酸鋁粉0.8-1.4份、氮化硼粉0.2-0.5份、二氧化硅粉0.5-1份、石墨烯粉0.6-1.2份、強(qiáng)化劑0.1-0.3份、分散劑0.2-0.4份、調(diào)節(jié)劑0.3-0.6份、活化劑0.8-1.2份、催滲劑0.6-0.9份、穩(wěn)定劑0.3-0.6份；

s2：將步驟s1的鋅粉與海泡石粉、鋁粉、氧化鋁粉、鎂粉、鈷粉、鉛粉、硬脂酸鋁粉、氮化硼粉、二氧化硅粉、石墨烯粉、分散劑、調(diào)節(jié)劑、活化劑混合均勻，利用機(jī)械球磨機(jī)，在溫度為72-85℃，微波功率為200-350w下球磨8-12min，制得混合物a；

s3：向步驟s2制得的混合物a中添加強(qiáng)化劑、催滲劑，在溫度為64-70℃，微波功率為150-180w下再球磨5-8min，制得混合物b；

s4：向步驟s3制得的混合物b中添加穩(wěn)定劑并混合均勻，接著在溫度為100-105℃，氮?dú)獗Ｗo(hù)下烘2-2.2h，制得粉末滲鋅劑。

本發(fā)明具有以下有益效果：

(1)本發(fā)明的滲鋅劑活性高，滲速快，重復(fù)利用性能優(yōu)異，滲鋅層厚度可觀、均勻，與制件結(jié)合強(qiáng)度高，硬度高，耐磨、耐蝕性能強(qiáng)，外觀優(yōu)異無花斑等，生產(chǎn)成本底，適用于各種金屬材料及構(gòu)件，具有一定的經(jīng)濟(jì)效益，且其制備方法和使用方法簡(jiǎn)單，方便實(shí)施；

(2)與專利文獻(xiàn)(公開號(hào)：cn103952661b)的粉末滲鋅溫度相比，本發(fā)明的滲鋅溫度更低，有利于節(jié)約能源；

(3)本發(fā)明滲鋅時(shí)不結(jié)塊、便于再利用，不與制件粘結(jié)，易于制件的清理。

【具體實(shí)施方式】

為便于更好地理解本發(fā)明，通過以下實(shí)施例加以說明，這些實(shí)施例屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍，但不限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。

在實(shí)施例中，所述粉末滲鋅劑，以重量份為單位，包括以下原料：鋅粉60-100份、海泡石粉2-6份、鋁粉3-5份、氧化鋁粉1-2份、鎂粉1-3份、鈷粉0.6-2份、鉛粉0.4-1.5份、硬脂酸鋁粉0.8-1.4份、氮化硼粉0.2-0.5份、二氧化硅粉0.5-1份、石墨烯粉0.6-1.2份、強(qiáng)化劑0.1-0.3份、分散劑0.2-0.4份、調(diào)節(jié)劑0.3-0.6份、活化劑0.8-1.2份、催滲劑0.6-0.9份、穩(wěn)定劑0.3-0.6份。

所述鋅粉的粒度為300-500目，鋅含量≥98.5％。

所述海泡石粉含海泡石98.2％以上，顆粒直徑6-28μm。

所述鋁粉含鋁95.5％以上，顆粒直徑0.5-8μm。

所述氧化鋁含氧化鋁99.3％以上，顆粒直徑50-100nm。

所述鎂粉含鎂95.5％以上，顆粒直徑0.1-10μm。

所述鈷粉含鈷95.5％以上，顆粒直徑0.2-8μm。

所述鉛粉含鉛95.5％以上，顆粒直徑0.4-6μm。

所述硬脂酸鋁粉的顆粒直徑1-12μm。

所述氮化硼粉顆粒的直徑0.2-10μm。

所述二氧化硅粉顆粒的直徑1-10μm。

所述石墨烯粉顆粒的直徑1-100nm。

所述強(qiáng)化劑為701粉強(qiáng)化劑。

所述分散劑以重量為單位，包括以下原料：bi2o38-12份、氨丙基三乙氧基硅烷9-15份、碳化鋁16-20份、nb2o58-15份、硫酸鎂15-22份。

所述調(diào)節(jié)劑為丙烯酸酯類調(diào)節(jié)劑。

所述活化劑為氯化銨。

所述催滲劑為醋酸鐿。

所述穩(wěn)定劑為改性膨潤(rùn)土穩(wěn)定劑。

所述粉末滲鋅劑的制備方法，包括以下步驟：

s1：按重量份分別稱取鋅粉60-100份、海泡石粉2-6份、鋁粉3-5份、氧化鋁粉1-2份、鎂粉1-3份、鈷粉0.6-2份、鉛粉0.4-1.5份、硬脂酸鋁粉0.8-1.4份、氮化硼粉0.2-0.5份、二氧化硅粉0.5-1份、石墨烯粉0.6-1.2份、強(qiáng)化劑0.1-0.3份、分散劑0.2-0.4份、調(diào)節(jié)劑0.3-0.6份、活化劑0.8-1.2份、催滲劑0.6-0.9份、穩(wěn)定劑0.3-0.6份；

s2：將步驟s1的鋅粉與海泡石粉、鋁粉、氧化鋁粉、鎂粉、鈷粉、鉛粉、硬脂酸鋁粉、氮化硼粉、二氧化硅粉、石墨烯粉、分散劑、調(diào)節(jié)劑、活化劑混合均勻，利用機(jī)械球磨機(jī)，在溫度為72-85℃，微波功率為200-350w下球磨8-12min，制得混合物a；

s3：向步驟s2制得的混合物a中添加強(qiáng)化劑、催滲劑，在溫度為64-70℃，微波功率為150-180w下再球磨5-8min，制得混合物b；

s4：向步驟s3制得的混合物b中添加穩(wěn)定劑并混合均勻，接著在溫度為100-105℃，氮?dú)獗Ｗo(hù)下烘2-2.2h，制得粉末滲鋅劑。

一種高硬度、耐蝕性能強(qiáng)的粉末滲鋅制件，包括以下步驟制成：

(1)將所述粉末滲鋅劑與欲滲鋅的制件裝入滾筒式加熱爐的陶瓷內(nèi)襯筒里，加蓋密封；

(2)將步驟(1)滾筒式加熱爐轉(zhuǎn)動(dòng)，升溫至350-370℃；

(3)控制溫度為350-370℃，增加超聲波，超聲波的功率為160-200w，將滾筒式加熱爐轉(zhuǎn)速從1r/min升至80r/min，再降速至1r/min，如此循環(huán)升降；

(4)粉末滲鋅15-18min后，緩慢冷卻至室溫，制得高硬度、耐蝕性能強(qiáng)的粉末滲鋅制件。

下面通過更具體的實(shí)施例加以說明。

實(shí)施例1

一種粉末滲鋅劑，以重量份為單位，包括以下原料：鋅粉85份、海泡石粉4份、鋁粉3.8份、氧化鋁粉1.6份、鎂粉2份、鈷粉1.5份、鉛粉1份、硬脂酸鋁粉1份、氮化硼粉0.4份、二氧化硅粉0.8份、石墨烯粉1份、強(qiáng)化劑0.2份、分散劑0.3份、調(diào)節(jié)劑0.5份、活化劑1份、催滲劑0.8份、穩(wěn)定劑0.5份。

所述鋅粉的粒度為300-500目，鋅含量98.5％。

所述海泡石粉含海泡石98.2％，顆粒直徑6-28μm。

所述鋁粉含鋁95.5％，顆粒直徑0.5-8μm。

所述氧化鋁含氧化鋁99.3％，顆粒直徑50-100nm。

所述鎂粉含鎂95.5％，顆粒直徑0.1-10μm。

所述鈷粉含鈷95.5％，顆粒直徑0.2-8μm。

所述鉛粉含鉛95.5％，顆粒直徑0.4-6μm。

所述硬脂酸鋁粉的顆粒直徑1-12μm。

所述氮化硼粉顆粒的直徑0.2-10μm。

所述二氧化硅粉顆粒的直徑1-10μm。

所述石墨烯粉顆粒的直徑1-100nm。

所述強(qiáng)化劑為701粉強(qiáng)化劑。

所述分散劑以重量為單位，包括以下原料：bi2o310份、氨丙基三乙氧基硅烷12份、碳化鋁18份、nb2o512份、硫酸鎂18份。

所述調(diào)節(jié)劑為丙烯酸酯類調(diào)節(jié)劑。

所述活化劑為氯化銨。

所述催滲劑為醋酸鐿。

所述穩(wěn)定劑為改性膨潤(rùn)土穩(wěn)定劑。

所述粉末滲鋅劑的制備方法，包括以下步驟：

s1：按重量份分別稱取鋅粉85份、海泡石粉4份、鋁粉3.8份、氧化鋁粉1.6份、鎂粉2份、鈷粉1.5份、鉛粉1份、硬脂酸鋁粉1份、氮化硼粉0.4份、二氧化硅粉0.8份、石墨烯粉1份、強(qiáng)化劑0.2份、分散劑0.3份、調(diào)節(jié)劑0.5份、活化劑1份、催滲劑0.8份、穩(wěn)定劑0.5份；

s2：將步驟s1的鋅粉與海泡石粉、鋁粉、氧化鋁粉、鎂粉、鈷粉、鉛粉、硬脂酸鋁粉、氮化硼粉、二氧化硅粉、石墨烯粉、分散劑、調(diào)節(jié)劑、活化劑混合均勻，利用機(jī)械球磨機(jī)，在溫度為80℃，微波功率為280w下球磨10min，制得混合物a；

s3：向步驟s2制得的混合物a中添加強(qiáng)化劑、催滲劑，在溫度為68℃，微波功率為170w下再球磨7min，制得混合物b；

s4：向步驟s3制得的混合物b中添加穩(wěn)定劑并混合均勻，接著在溫度為102℃，氮?dú)獗Ｗo(hù)下烘2.1h，制得粉末滲鋅劑。

一種高硬度、耐蝕性能強(qiáng)的粉末滲鋅制件，包括以下步驟制成：

(1)將所述粉末滲鋅劑與欲滲鋅的制件裝入滾筒式加熱爐的陶瓷內(nèi)襯筒里，加蓋密封；

(2)將步驟(1)滾筒式加熱爐轉(zhuǎn)動(dòng)，升溫至360℃；

(3)控制溫度為360℃，增加超聲波，超聲波的功率為180w，將滾筒式加熱爐轉(zhuǎn)速從1r/min升至80r/min，再降速至1r/min，如此循環(huán)升降；

(4)粉末滲鋅17min后，緩慢冷卻至室溫，制得高硬度、耐蝕性能強(qiáng)的粉末滲鋅制件。

實(shí)施例2

一種粉末滲鋅劑，以重量份為單位，包括以下原料：鋅粉62份、海泡石粉2.2份、鋁粉3份、氧化鋁粉1份、鎂粉1份、鈷粉0.8份、鉛粉0.5份、硬脂酸鋁粉0.8份、氮化硼粉0.3份、二氧化硅粉0.5份、石墨烯粉0.6份、強(qiáng)化劑0.1份、分散劑0.2份、調(diào)節(jié)劑0.3份、活化劑0.8份、催滲劑0.6份、穩(wěn)定劑0.3份。

所述鋅粉的粒度為300-500目，鋅含量為99％。

所述海泡石粉含海泡石98.6％，顆粒直徑6-28μm。

所述鋁粉含鋁96.2％，顆粒直徑0.5-8μm。

所述氧化鋁含氧化鋁99.5％，顆粒直徑50-100nm。

所述鎂粉含鎂95.8％，顆粒直徑0.1-10μm。

所述鈷粉含鈷95.7％，顆粒直徑0.2-8μm。

所述鉛粉含鉛97.2％，顆粒直徑0.4-6μm。

所述硬脂酸鋁粉的顆粒直徑1-12μm。

所述氮化硼粉顆粒的直徑0.2-10μm。

所述二氧化硅粉顆粒的直徑1-10μm。

所述石墨烯粉顆粒的直徑1-100nm。

所述強(qiáng)化劑為701粉強(qiáng)化劑。

所述分散劑以重量為單位，包括以下原料：bi2o38份、氨丙基三乙氧基硅烷9份、碳化鋁16份、nb2o58份、硫酸鎂15份。

所述調(diào)節(jié)劑為丙烯酸酯類調(diào)節(jié)劑。

所述活化劑為氯化銨。

所述催滲劑為醋酸鐿。

所述穩(wěn)定劑為改性膨潤(rùn)土穩(wěn)定劑。

所述粉末滲鋅劑的制備方法，包括以下步驟：

s1：按重量份分別稱取鋅粉62份、海泡石粉2.2份、鋁粉3份、氧化鋁粉1份、鎂粉1份、鈷粉0.8份、鉛粉0.5份、硬脂酸鋁粉0.8份、氮化硼粉0.3份、二氧化硅粉0.5份、石墨烯粉0.6份、強(qiáng)化劑0.1份、分散劑0.2份、調(diào)節(jié)劑0.3份、活化劑0.8份、催滲劑0.6份、穩(wěn)定劑0.3份；

s2：將步驟s1的鋅粉與海泡石粉、鋁粉、氧化鋁粉、鎂粉、鈷粉、鉛粉、硬脂酸鋁粉、氮化硼粉、二氧化硅粉、石墨烯粉、分散劑、調(diào)節(jié)劑、活化劑混合均勻，利用機(jī)械球磨機(jī)，在溫度為72℃，微波功率為200w下球磨12min，制得混合物a；

s3：向步驟s2制得的混合物a中添加強(qiáng)化劑、催滲劑，在溫度為64℃，微波功率為150w下再球磨8min，制得混合物b；

s4：向步驟s3制得的混合物b中添加穩(wěn)定劑并混合均勻，接著在溫度為100℃，氮?dú)獗Ｗo(hù)下烘2.2h，制得粉末滲鋅劑。

一種高硬度、耐蝕性能強(qiáng)的粉末滲鋅制件，包括以下步驟制成：

(1)將所述粉末滲鋅劑與欲滲鋅的制件裝入滾筒式加熱爐的陶瓷內(nèi)襯筒里，加蓋密封；

(2)將步驟(1)滾筒式加熱爐轉(zhuǎn)動(dòng)，升溫至350℃；

(3)控制溫度為350℃，增加超聲波，超聲波的功率為160w，將滾筒式加熱爐轉(zhuǎn)速從1r/min升至80r/min，再降速至1r/min，如此循環(huán)升降；

(4)粉末滲鋅18min后，緩慢冷卻至室溫，制得高硬度、耐蝕性能強(qiáng)的粉末滲鋅制件。

實(shí)施例3

一種粉末滲鋅劑，以重量份為單位，包括以下原料：鋅粉96份、海泡石粉5份、鋁粉4.8份、氧化鋁粉2份、鎂粉3份、鈷粉2份、鉛粉1.5份、硬脂酸鋁粉1.2份、氮化硼粉0.5份、二氧化硅粉1份、石墨烯粉1.2份、強(qiáng)化劑0.3份、分散劑0.4份、調(diào)節(jié)劑0.6份、活化劑1.2份、催滲劑0.9份、穩(wěn)定劑0.6份。

所述鋅粉的粒度為300-500目，鋅含量99.2％。

所述海泡石粉含海泡石98.8％，顆粒直徑6-28μm。

所述鋁粉含鋁96.1％，顆粒直徑0.5-8μm。

所述氧化鋁含氧化鋁99.5％，顆粒直徑50-100nm。

所述鎂粉含鎂96.5％，顆粒直徑0.1-10μm。

所述鈷粉含鈷95.5％，顆粒直徑0.2-8μm。

所述鉛粉含鉛95.5％，顆粒直徑0.4-6μm。

所述硬脂酸鋁粉的顆粒直徑1-12μm。

所述氮化硼粉顆粒的直徑0.2-10μm。

所述二氧化硅粉顆粒的直徑1-10μm。

所述石墨烯粉顆粒的直徑1-100nm。

所述強(qiáng)化劑為701粉強(qiáng)化劑。

所述分散劑以重量為單位，包括以下原料：bi2o312份、氨丙基三乙氧基硅烷14份、碳化鋁20份、nb2o515份、硫酸鎂22份。

所述調(diào)節(jié)劑為丙烯酸酯類調(diào)節(jié)劑。

所述活化劑為氯化銨。

所述催滲劑為醋酸鐿。

所述穩(wěn)定劑為改性膨潤(rùn)土穩(wěn)定劑。

所述粉末滲鋅劑的制備方法，包括以下步驟：

s1：按重量份分別稱取鋅粉96份、海泡石粉5份、鋁粉4.8份、氧化鋁粉2份、鎂粉3份、鈷粉2份、鉛粉1.5份、硬脂酸鋁粉1.2份、氮化硼粉0.5份、二氧化硅粉1份、石墨烯粉1.2份、強(qiáng)化劑0.3份、分散劑0.4份、調(diào)節(jié)劑0.6份、活化劑1.2份、催滲劑0.9份、穩(wěn)定劑0.6份；

s2：將步驟s1的鋅粉與海泡石粉、鋁粉、氧化鋁粉、鎂粉、鈷粉、鉛粉、硬脂酸鋁粉、氮化硼粉、二氧化硅粉、石墨烯粉、分散劑、調(diào)節(jié)劑、活化劑混合均勻，利用機(jī)械球磨機(jī)，在溫度為85℃，微波功率為350w下球磨8min，制得混合物a；

s3：向步驟s2制得的混合物a中添加強(qiáng)化劑、催滲劑，在溫度為70℃，微波功率為180w下再球磨5min，制得混合物b；

s4：向步驟s3制得的混合物b中添加穩(wěn)定劑并混合均勻，接著在溫度為105℃，氮?dú)獗Ｗo(hù)下烘2h，制得粉末滲鋅劑。

一種高硬度、耐蝕性能強(qiáng)的粉末滲鋅制件，包括以下步驟制成：

(1)將所述粉末滲鋅劑與欲滲鋅的制件裝入滾筒式加熱爐的陶瓷內(nèi)襯筒里，加蓋密封；

(2)將步驟(1)滾筒式加熱爐轉(zhuǎn)動(dòng)，升溫至370℃；

(3)控制溫度為370℃，增加超聲波，超聲波的功率為200w，將滾筒式加熱爐轉(zhuǎn)速從1r/min升至80r/min，再降速至1r/min，如此循環(huán)升降；

(4)粉末滲鋅15min后，緩慢冷卻至室溫，制得高硬度、耐蝕性能強(qiáng)的粉末滲鋅制件。

采用實(shí)施例1-3的粉末滲鋅劑和使用方法，檢測(cè)制件滲鋅結(jié)果，同時(shí)對(duì)比專利文獻(xiàn)(公開號(hào)：cn103952661b)的粉末滲鋅劑滲鋅(使用方法分別與實(shí)施例1-3的使用方法相同，標(biāo)記為實(shí)施4-6)結(jié)果，結(jié)果如下表所示。

由上表可見，與對(duì)比文獻(xiàn)的滲鋅劑相比，本發(fā)明的粉末滲鋅劑滲鋅制件后滲鋅層厚度更大，硬度更高，說明本發(fā)明的滲鋅劑活性更大，滲鋅速度更快。

以上內(nèi)容不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說明，對(duì)于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡(jiǎn)單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明由所提交的權(quán)利要求書確定的專利保護(hù)范圍。