钢铁材料热处理防氧化涂层的探究

赵俐均

摘 要：钢铁材料的热处理是制造产业的重要环节，涉及到的流程相对较多，本文重点阐述钢铁材料热处理防氧化涂层施工相关内容，主要目的是希望帮助制造企业提高处理效率与质量，降低污染物质的产出量，如此可以推动制造企业实现经济效益与社会的协调统一，对提高我国制造技术的应用性、科学性具有积极影响。

关键词：钢铁材料;热处理;防氧化涂层

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.23.032

0 前言

热处理工艺主要改变钢铁材料的内部晶粒组织，经过该道工序的钢铁材料机械性能会发生较大变化，但在处理过程中材料表面容易被氧化，降低材料的耐磨性与耐腐蚀性，对此制造企业要对钢铁材料热处理防氧化技术进行优化，通过增加涂层的方式增强其抗氧化能力，如此可有效提高钢铁材料的生产质量。

1 钢铁材料热处理工艺简述

钢铁材料热处理是指将钢铁材料放在一定介质中加热，保持一段时间温度后冷却，以此实现改变钢铁材料内部晶粒组织的工艺，尽管不会对材料外形、尺寸造成影响，但会改变材料的物理性质与化学性能，使得钢铁材料发生变形的几率大幅度提高。为了减少影响钢铁材料生产质量的不良因素，制造企业必须采取科学手段防止材料在热处理过程中氧化，增强材料的抗腐蚀性与综合性能。

2 钢铁材料热处理防氧化涂层施工

2.1 木炭装箱保护

钢铁材料的应用范围相对较广，有些被用来制作零件或模具的材料对表面硬度、强度等质量要求较高，因此制造企业可以采用木炭装箱保护的方式防止材料在热处理过程中氧化。具体过程是：第一，先将钢铁材料放入保护箱，再在保护箱中加入木炭，将木炭燃烧后形成的物质当做防氧化涂层。第二，在添加木炭之前，工作人员要综合分析保护箱大小、容量、材料数量、加热时间等影响因素，合理控制木炭量，避免过多或过少现象发生;一般情况下，木炭过多会导致材料表面碳含量短时间内增加，造成钢铁材料表面硬度偏高的假象，木炭過少则会产生表面脱碳现象，导致氧化皮的出现[1]。第三，在处理一些尺寸相对较大的钢铁材料时，由于保护箱大小有限，故而工作人员可以使用木炭装盘法，一定程度上也能实现防氧化的目的。

2.2 井式气体渗碳炉

井式气体渗碳炉比较适用于尺寸相对较长且无法使用盐炉加热的钢铁材料，在热处理过程中，工作人员通常会采用悬挂垂直式加热法，但若遇到直径较大的长构件，为了确保防氧化涂层真正生成，工作人员要先将其放在坩埚底板上稍加固定，然后再进行加热。当炉内温度达到800摄氏度时，需要向炉内添加煤油，主要功能是防止材料氧化，目前应用性相对较强的井式气体渗碳炉能够每分钟滴油60到80滴。

2.3 不锈钢包膜纸

对于一些被用来制作重要模具的钢铁材料（主要成分是4Cr5W2VSi），制造企业在对其进行热处理时，为了防止其出现氧化现象，会使用不锈钢薄膜纸将其包裹起来，由于不锈钢包膜纸厚度较薄（厚度为1）且耐高温性较强，所以基于其包裹的钢铁材料密封性良好，可以有效降低材料表面脱碳、增碳现象的发生，极大程度上避免了材料表面硬度的改变[2]。除此之外，不锈钢包膜纸不需要保护箱，可以直接在炉内加热，有利于缩短炉内加热时间，但需要工作人员注意的是，这种包膜纸在使用一段时间后会变脆，容易在加热过程中破裂，影响防氧化效果，对此工作人员可以通过使用铁盒的方式进行保护。

2.4 加热防氧化剂

钢铁加热防氧化剂是近几年各大制造企业采用最多的防氧化法，其具有应用性能良好、防氧化性强等优点，又因为主要组成材料多为环保产品，所以不含毒性、无刺激性气味，不易对环境造成污染。尽管由钢铁加热防氧化剂形成的防氧化涂层相对较薄，但在退火、正火等热处理工序中却不会自行脱落，既不会损害淬火冷却介质，又不会影响防氧化效果，具有操作简便、使用方式多样的优点。工作人员在使用该方法防止钢铁材料氧化时，可以采用“泼”、“浸”、“刷”、“滴”四种方式，第一种是指在材料进炉之后，直接向炉内泼洒防氧化剂;第二种是指先将材料浸入防氧化剂中，再放入炉内进行热处理，适用小型零构件;第三种是指使用毛刷等工具将防氧化剂涂在材料表面上，比较适用大中型零构件;第四种是指在对材料进行热处理时，使用滴管等工具将防氧化剂滴注在材料表面上。另外，为了降低生产成本，制造企业可以使用少氧化炉代替热处理多用炉，主要原因是前者价格相对较低，碳量控制能力较强，能够有效提高钢铁材料热处理防氧化涂层的防护性。

3 结束语

综上所述，对钢铁材料进行热处理加工，可以有效增强钢铁零件的抗腐蚀性、强度、硬度，对提升其综合应用性能具有重要意义，为了保证该处理技术作用能够真正发挥，制造企业可以使用木炭装箱保护、井式气体渗碳炉、不锈钢包膜纸、加热防氧化剂等方法，增加防氧化涂层，提高钢铁材料生产质量与效率。

参考文献：

[1]杨军，尹文华.热处理保护涂料性能研究[J].合成材料老化与应用，2018，47（04）：26-28.

[2]窦毅民.浅谈钢铁的热处理工艺[J].中国金属通报，2017（10）：38+37.