简析渗铝的工艺发展

    渗铝是一种或多种金属原子渗入金属工件表层内的化学热处理工艺。常用的渗镀品种之一，欲渗入的元素为铝。被渗镀的材料可以是碳钢、不锈钢、镍基合金和钴基合金等。渗铝的方法有固体粉末渗铝、热浸渗铝、料浆渗铝、气体渗铝、喷镀渗铝、快速电加热渗铝等多种。渗铝工艺已在炼油、冶金、化工等方面得到广泛应用。渗铝层有良好的抗高温氧化性，耐大气、海水、工业循环水、耐高温硫化物腐蚀和防止钢材的应力腐蚀破裂等优良性能。
    工艺发展
    老工艺在技术上存在如下问题：
    1) 热浸温度高、时间长，钢件的晶粒急剧长大，降低了钢件的机械强度和韧性;
    2) 热浸铝过程中，铁原子在铝液中的溶解速度加快，形成大量沉渣，污染铝液，影响渗铝质量，也降低了坩埚的使用寿命，导致生产成本增加;
    3) 钢件前处理要求十分严格，助渗液不稳定，批量生产中，渗铝钢质量难以控制，表面易于出现漏渗、虚渗、针孔与剥离现象;
    4) 工件表面光洁度差，易于粘附氧化渣;
    5) 渗件冲压加工性能极差;
    6) 降低了加工部件的耐腐蚀和各种介质腐蚀。由于长时间的高温扩散过程，仅剩一层灰黑色的铝铁合金层，大大降低了原有的机械性能。
    新技术从根本上克服了老工艺的上述问题：
    1) 复方助渗剂相当稳定，对前处理要求不十分严格，易于实现连续的工业化产，渗件表面极少出现漏渗、假渗弊端，有效地控制了渗层厚度和表面光洁度，很大程度地减少了针孔，解决了低温剥离难题。
    2) 通过控制加热速度来控制渗层中铝的含量、相对成分和渗层组织，消除了表面脆性区，增加了渗铝层的承受变形能力和抗疲劳性能。
    3) 由于在极短的时间内完成渗铝全过程，无需再作扩散处理，所以渗铝钢可在高温使用过程中实现自扩散，其外表致密的银白色氧化铝保护层、纯铝层及铁铝合金层，对钢件构筑起了三重复合保护屏障，产品性能获得质的提高。
    4）高频电流的集肤效应作用，净化了铝液，可增强渗铝钢表面的光泽度。