裕恒紧固件：紧固件表面处理中的多元合金共渗是什么工艺

多元合金共渗是一种通过高温化学热处理，将多种金属或非金属元素（如锌、铝、铬、稀土等）同时渗入金属基体表面，形成致密合金层的表面改性工艺。该工艺能显著提升紧固件的耐腐蚀性、耐磨性、抗高温氧化性及疲劳强度，适用于汽车、航空航天、海洋工程等领域的高性能需求。

1.工艺原理与步骤

预处理：

清洁：去除紧固件表面油污、氧化物（常用喷砂、酸洗、脱脂）。

活化：通过化学或物理方法（如等离子轰击）增加表面活性，促进渗剂吸附。

共渗过程：

渗剂选择：根据目标性能选择合金粉末（如Zn-Al-Si、Al-Cr-Ti等）或气体介质（如渗氮+渗碳复合气氛）。

加热方式：通常在可控气氛炉（如真空炉、井式炉）中进行，温度范围400-600℃（低温渗）或800-1000℃（高温渗）。

扩散反应：渗剂分解产生活性原子，在基体表面吸附并扩散，形成梯度合金层（如Zn-Fe-Al共渗层厚度可达10-50μm）。

后处理

冷却：根据工艺要求采用缓冷（防开裂）或淬火（增强硬度）。

封闭处理：涂覆有机涂层（如达克罗）或钝化液，进一步提升耐蚀性。

2.关键注意事项

工艺参数控制：

温度与时间：温度过高可能导致基体晶粒粗化（如碳钢＞600℃时），时间不足则渗层过薄。需根据材料（如不锈钢需更高温度）和渗层厚度（如10μm需1-2小时）调整。

渗剂配比：例如锌铝共渗中，铝含量＞10%可提高耐高温性，但过量会降低结合力。

基体材料适配性：

低碳钢、合金钢适合大多数共渗工艺，而高硅铝合金需避免渗锌（易脆化）。

预镀镍/铜的紧固件需调整渗剂成分（如降低铝含量）以防界面反应。

均匀性与缺陷防控：

装炉方式需保证渗剂与工件充分接触，避免“死角”导致渗层不均。

控制炉内气氛（如氧含量＜0.1%）防止氧化夹杂。

环保与安全：

废气处理：氨气、氰化物（某些渗剂）需经SCR催化还原或碱液吸收。

粉末渗剂需防爆（如镁粉需惰性气体保护）。

成本与效率优化：

采用流态床共渗技术可缩短周期（相比传统工艺减少30%时间）。

回收再利用渗剂粉末（如锌铝粉可筛分后重复使用）。

3.典型应用案例：

汽车紧固件：Zn-Ni-Mn共渗（盐雾试验＞1000小时），替代电镀镉。

海洋环境螺栓：Al-Cr-Ti共渗，耐海水腐蚀性优于热浸锌。

高温螺栓：渗铝硅（形成Al2O3/SiO2复合层），工作温度可达800℃。

总结：

多元合金共渗通过多元素协同作用实现性能突破，但需精准控制工艺参数、基材匹配及环保措施。建议根据具体服役环境选择渗剂体系（如高湿度环境优先锌基，高温选铝基），并通过正交试验优化渗剂配比与工艺窗口。