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《信息記錄材料雜志》2015年第二期

1微納米滲鋅技術的特點

1.1滲鋅硬度最高耐磨、抗劃傷性能好,優于熱、電鍍鋅和達克羅。

1.2滲鋅與基體金屬的結合強度高具有很好的附著強度，耐磨損抗劃傷，涂層很難剝離掉，只有用化學酸洗方法才能除掉。

1.3耐腐蝕性強[1]腐蝕、銹蝕是鋼鐵材料的天敵。世界鋼產量約有十分之一損耗于腐蝕、銹蝕。實踐證明，在海洋大氣、工業大氣等多種惡劣環境下，納米粉末滲鋅層的耐蝕性高于熱、電鍍鋅和不銹鋼，比熱浸鍍鋅的耐腐蝕性高10%~30%。

1.4生產基本無污染，適合大批量生產微納米粉末滲鋅幾乎為鋅固體滲，沒有鋅固體產生，工件與助劑在密閉的器具中進行滲鋅和分離，對周圍環境沒有污染。一般在大氣環境下的密封容器中就可以實現熱擴散涂層加工處理，因而熱處理設備簡單、成本低，非常適合于復雜形狀鋼鐵構件的大批量涂層加工處理。

2試驗過程

2.1試件的選擇選取履帶的連接件進行滲鋅處理。

2.2微納米滲鋅工藝流程試件、微納米鋅粉、惰性沖擊介質混合填充在密封的不銹鋼容器→容器放置在滲鋅爐→旋轉容器，滲鋅爐加熱到380℃（根據基體材料的特性調整），升溫需要2h→380℃，保溫2h→利用金屬原子的熱擴散作用，在構件表面形成Zn/Fe合金保護涂層→系統自動降溫→取出試件。

2.3工藝參數的確定經過多次工藝試驗得出如下工藝參數：微納米粉末滲鋅涂層厚度在10～20μm時，既能保證防腐耐磨，又節約鋅粉、添加劑等原材料；在保證涂層厚度的前提下，將加熱溫度由傳統滲鋅420℃降低到380℃；使用氧化鈰、氧化鑭作為納米稀土添加劑，縮短了保溫時間，由傳統滲鋅保溫時間4h降低為2h。

2.4耐磨損性能試驗與達克羅試件進行對比試驗。履帶集中裝配滲鋅緊固件和端聯器10套，其余全部為達克羅處理的履帶，端聯器螺栓的擰緊力矩為370N•m，誘導齒螺栓的擰緊力矩為600N•m，經過組裝后，首先經過45天的海洋氣候下放置，再通過35天的海水訓練。將達克羅部件和滲鋅部件進行腐蝕情況對比試驗，發現達克羅部件銹蝕嚴重，無法進行正常拆卸，只能采用氣割切割的方法進行破壞性拆卸；滲鋅部件基本無嚴重銹蝕，可以順利進行拆卸，沒有銹死現象發生。如圖1～4所示。

2.5金相組織試驗任意抽取經過耐磨損試驗的滲鋅試件進行金相組織的厚度、硬度及機械性能檢測，見圖5、圖6。滲鋅層厚度均勻，平均厚度在10～20μm（我公司履帶技術要求表面處理厚度范圍在10～30μm），滿足機加工序的預留尺寸要求，硬度（見表1）及機械性能滿足設計指標。從試驗效果可以看出，滲鋅工藝的動態耐腐蝕性能、耐磨損性能比達克羅好，零部件拆卸順利，解決了緊固部件“銹死”難題，如圖7、圖8所示。滲鋅處理的零件保留了完整性，減少了廢品損失更節省了維修時間。

3微納米滲鋅過程無環境污染

微納米滲鋅防腐技術是將工件、鋅粉及惰性沖擊介質、助劑、納米稀土活性劑等原料混合填充在密閉容器中，并將容器放置在熱處理爐內，試件與滲劑在密閉容器中進行擴散和分離，沒有鋅蒸汽產生，熱處理爐用天然氣為能源，無污染，生產過程無三廢排放。

4結語

將微納米滲鋅工藝應用到特種車輛履帶連接件，首次解決了履帶在海洋濕熱鹽霧下和海水中銹蝕后不易拆卸的難題，是表面防腐處理技術上的一項重大突破。試驗表明微納米滲鋅試件的涂層厚度均勻性好、滲鋅涂層耐磨、抗劃傷性能好，因此該技術適合應用于各種惡劣腐蝕環境中使用的零部件。

作者：任雁陳麗華張寶東王亮王長順劉長華單位：北京北方車輛集團有限公司北京市特種車輛部件先進制造與評估工程技術研究中心