B塊體的制備工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種耐鋅液腐蝕的合金制備工藝。隨著鋼材鍍鋅需求和產(chǎn)量的不斷增 加，造成沉沒輥、鍍鋅用夾具等用材料消耗量的增加，因此獲得較優(yōu)良的耐鋅液腐蝕的材料 具有重要的工程應(yīng)用價值。
【背景技術(shù)】
[0002] 磨損、腐蝕和斷裂是材料重要失效形式，金屬材料的腐蝕給國民經(jīng)濟帶來的損失 巨大，鍍鋅層是應(yīng)用最廣泛的鋼鐵材料表面防護方法之一。針對鍍鋅裝置等用材料之一：新 型的鐵-硼耐蝕合金，雖然該合金中Fe 2B相具有較好的抗鋅液腐蝕性能，但是其基體抗腐 蝕性能較差，導致該鑄造合金的耐鋅液腐蝕性能的顯著下降。往往希望通過控制合金元素 Mo、Ni和Cr等加入量和鑄造工藝來實現(xiàn)獲得網(wǎng)狀Fe2B有效地保護基體來提高該鑄造合金 的耐鋅液腐蝕性能。工程應(yīng)用結(jié)果表明其雖然具有一定的效果，但是并不理想。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于提供一種具有更優(yōu)良的耐鋅液腐蝕性能的Cr2B材料的制備方 法。
[0004] 為了達到以上目的，本發(fā)明是采取如下技術(shù)方案予以實現(xiàn)的：
[0005] 一種耐鋅液腐蝕Cr2B塊體的制備工藝，其特征在于，包括以下步驟：
[0006] (1)將純度不低于99. 8%的Cr粉、B粉按摩爾比2 :1迅速稱重后裝入球磨罐中， 并加入粉體總重量10%的丙酮，進行抽真空并充入氬氣；
[0007] (2)將球磨罐放入球磨機中球磨5-20小時，將取出的Cr、B混合粉快速充填到石 墨坩堝中；
[0008] (3)將裝有Cr、B混合粉的石墨坩堝放入等離子活化真空燒結(jié)爐中，于 IKKTC -1600°c下進行真空壓力燒結(jié)，并保溫時間5-20分鐘，燒結(jié)完畢后隨爐冷卻，最終得 到Cr2B塊體。
[0009] 上述工藝中，所述Cr粉、B粉的粒度均< 200 μ m。所述球磨罐的真空度為KT1Patl 所述真空壓力燒結(jié)的真空度為KT1Pa ;壓力為10-200Mpa。所述真空壓力燒結(jié)的升溫速度為 5-10。。/ 秒。
[0010] 本發(fā)明工藝中通過一定量的丙酮以及氬氣保護使Cr粉和B粉的分散性更好，并且 B元素會有部分固溶于Cr中，隨著球磨時間的延長，B粉在Cr粉表面及內(nèi)部分布更加均勻， 有利于最后燒結(jié)得到純凈的Cr2B塊體。
[0011] 本發(fā)明工藝簡單，生產(chǎn)周期短，可明顯節(jié)約生產(chǎn)成本和提高生產(chǎn)效率?？梢灾苽涑?具有不同晶粒尺度的Cr2B塊體材料，耐鋅液腐蝕性明顯優(yōu)于鐵-硼耐蝕合金和塊體Fe2B材 料，從而為替代目前所使用的鑄造鐵硼合金材料以及Fe2B塊體材料成為可能。
【附圖說明】
[0012] 圖1為本發(fā)明實施例3制得的Cr2B塊體試樣的金相組織照片。
【具體實施方式】
[0013] 實施例1
[0014] 將Cr粉（純度和粒度分別為：99. 9 %和200 μ m)和B粉（純度和粒度分別為： 99. 99%和200 μm)按摩爾比2:1進行稱重配比，進行迅速稱重后裝入球磨罐中（主要是 要求對B粉迅速稱重，以免過多的吸濕），并加入粉體總重量10%的過程控制劑丙酮，進行 抽真空（真空度I(T 1Pa),并充入氬氣保護，再進行密封。將球磨罐放入球磨機中開機轉(zhuǎn)動， 球磨時間5小時，球磨完成之后，將Cr、B混合粉快速充填到石墨坩堝中，將盛放Cr、B混合 粉的石墨坩堝放入等離子活化真空燒結(jié)爐中進行真空壓力燒結(jié)，真空度為KT 1Pa ;壓力為 IOMPa ;升溫速度為10°C /秒；燒結(jié)溫度為1100°C，保溫5分鐘，燒結(jié)完畢后隨燒結(jié)爐一同冷 卻至約100°C以下時出爐。
[0015] 所得Cr2B塊體試樣利用排水法測試致密度約為97. 6%;表1給出了三種不同材料 在熔鋅中的腐蝕試驗（鋅液溫度為650°C ;腐蝕10小時）的比較結(jié)果（平均腐蝕速率，按 深度法）。從表1中可看出，本實施例〇#塊體較鐵硼鑄造合金和Fe2B塊體材料的腐蝕速 率顯著提高。
[0016] 表 1
[0017]
【主權(quán)項】
1. 一種耐鋅液腐蝕Cr 2B塊體的制備工藝，其特征在于，包括以下步驟： (1) 將純度不低于99. 8 %的Cr粉、B粉按摩爾比2 :1迅速稱重后裝入球磨罐中，并加 入粉體總重量10%的丙酮，進行抽真空并充入氬氣； (2) 將球磨罐放入球磨機中球磨5-20小時，將取出的Cr、B混合粉快速充填到石墨坩 堝中； (3) 將裝有Cr、B混合粉的石墨坩堝放入等離子活化真空燒結(jié)爐中，于1100°C -1600°C 下進行真空壓力燒結(jié)，并保溫時間5-20分鐘，燒結(jié)完畢后隨爐冷卻，最終得到Cr2B塊體。
2. 如權(quán)利要求1所述的耐鋅液腐蝕Cr 2B塊體的制備工藝，其特征在于，所述Cr粉、B 粉的粒度均< 200 ym。
3. 如權(quán)利要求1所述的耐鋅液腐蝕Cr 2B塊體的制備工藝，其特征在于，所述球磨罐的 真空度為K^Pa。
4. 如權(quán)利要求1所述的耐鋅液腐蝕Cr 2B塊體的制備工藝，其特征在于，所述真空壓力 燒結(jié)的真空度為K^Pa ;壓力為10_200Mpa。
5. 如權(quán)利要求1所述的耐鋅液腐蝕Cr 2B塊體的制備工藝，其特征在于，所述真空壓力 燒結(jié)的升溫速度為5-10°C /秒。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種耐鋅液腐蝕Cr2B塊體的制備工藝，首先，將Cr粉、B粉按摩爾比2：1迅速稱重后裝入球磨罐中，并加入一定量的過程控制劑，進行抽真空并充入氬氣保護。然后，將球磨罐放入球磨機中球磨5-20小時，將Cr、B混合粉快速充填到石墨坩堝中。最后，將盛放混合粉的石墨坩堝放入等離子活化真空燒結(jié)爐中進行真空壓力燒結(jié)，燒結(jié)溫度為1100℃-1600℃；保溫時間為5-20分鐘，隨燒結(jié)爐一同冷卻。本發(fā)明中制備過程簡單，制備的Cr2B塊體材料可用于鋼板、鋼錠等的鍍鋅的行業(yè)。
【IPC分類】C01B35-04
【公開號】CN104528751
【申請?zhí)枴緾N201410772082
【發(fā)明人】皇志富, 邢建東, 高義民
【申請人】西安交通大學
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2014年12月12日