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热浸渗铝工艺在高炉热风阀上的应用
炉的一侧承受很大的热负荷。长久以来，国产热风阀一直采用低碳钢制造，尽管采用水冷式闸板阀,[link widoczny dla zalogowanych]，且在阀盖和阀体内腔热风流经的地方及闸板的两侧涂有耐火材料，但耐火衬里不是冶金结合，阀体内侧和闸板外部金属表面的温度仍远高于普通碳钢的抗氧化温度，这样热风阀在使用过程中会不断地发生氧化、脱碳，最终导致热疲劳开裂、漏水失效。若采用铬镍奥氏体耐热钢制造，不适合我国国情。所以，国产热风阀的使用寿命一直不高。我们通过对失效热风阀进行统计、分析发现：阀体和闸板寿命不匹配，80以上热风阀是因闸板下部1／3部分处开裂、漏水失效的。所以提高热风阀寿命的关键在于提高热风阀的核心部件闸板下部1／3处的寿命。为此，我们试图对闸板下部1／3部分进行局部热浸渗铝，以提高闸板的抗高温氧化性，从而提高闸板的寿命。通过实践，获得了良好的效果。1热浸渗铝我们采用20钢制造热风阀闸板。在闸板的制造工艺流程中，加人热浸渗铝工序。热浸渗铝的工艺路线为：除油一除锈一冲洗一预镀一热浸渍一扩散退火。(1)除油采用低温加热除油，即将工件置于加热炉中，350～500℃加热1～3h。(2)除锈采用化学除锈，即在40～60℃，10～15HSO+0．3～0．7CO(NH)水溶液中浸泡30~50rain。(3)冲洗用水冲洗干净后,[link widoczny dla zalogowanych]，迅速转入预镀液中。(4)预镀采用自行研制的LYYD—IA型预镀液，浸渍3～5rain。预镀后，在不高于100℃的温度下将工件立即干燥。(5)非渗部位保护对非热浸部位刷涂中科院上海硅酸盐研究所研制的202抗氧化防脱碳涂料，以免在以后的扩散退火工序中发生氧化脱碳。(6)热浸渍热浸渍前，工件必须彻底干燥，不能潮湿、有水分。热浸浴液主要成分与浸渍工艺见表1。在浴液中加Si可降低铝液熔点，增加流动性，提高渗铝件的抗高温氧化性；加Cr进一步提高钢的耐热性及抗高温氧化性。工件出浴后，及时用压缩空气吹去表面多余的铝，空冷至室温。表1热浸浴液主要成分与浸渍工艺主要成分浸渍工艺(质量分数，)温度／℃时间／rain93A1·4Cr．3si．．760～80030～5O值得注意的是,[link widoczny dla zalogowanych]，铝在高温下极易氧化成AlO。粉末。该粉末不仅存在于铝液表面，而且也存在于铝液中,[link widoczny dla zalogowanych]，使铝液流动性变差，工件进入铝液时，氧化铝附于工件表面，阻碍铝原子向钢的基体扩散，造成漏镀及表面粗糙。因此，铝液表面必须用熔盐(50KC1+40NaC1+10Na。A1F)覆盖。为保证铝液有足够的活性，必须经常捞渣。(7)扩散退火900℃×(3～5)h，炉冷至600℃出炉空冷。在多种元素共渗处理中，热浸渍浴液除主要成分外，若加入辅助成分一少量的Ti和Ta元素进行共渗，效果更为理想。辅助成分含量为：0．3o／4～0．8Ti；0．8～1．2Ta。2应用情况热风阀闸板经热浸渗铝后，在工件表层形成了稳定的合金层，特别是铝液中加入Cr、Si多元共渗后，在工件表面形成了AlO。、CrO。和SiO共生氧化膜，它牢固、连续、致密、稳定，把普通低碳钢的抗氧化温度从570~C提高到1000℃以上，使其具有良好的抗高温氧化性和耐蚀性能，同时渗层的力学性能指标也较为优越[1]，可使热风阀的使用寿命从3年提高到6年以上。我公司自1994年采用该工艺，至今已处理热风阀闸板500余台，先后在安钢、广钢、韶钢、鄂钢、涟钢、江西南钢等三十余座高炉上应用，使用情况良好。参考文献：[1]张承忠．金属的腐蚀与保护EM]．北京：冶金出版社，1985．[2]倪志坚，邹友忠,[link widoczny dla zalogowanych]，曹关中，等．几种热浸镀层抗氧化性能的比较[J]．金属热处理，2001，(10)：24．收稿日期：2002—02—08
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