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螺纹钢热扩散处理方法及螺纹钢

阅读：1028发布：2021-02-27

IPRDB可以提供螺纹钢热扩散处理方法及螺纹钢专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明提供一种螺纹钢热扩散处理方法及螺纹钢，其中螺纹钢热扩散处理方法包括有如下步骤：将待处理螺纹钢和热扩散处理剂装入热扩散处理容器中，对所述热扩散处理容器进行加热，使所述螺纹钢的表层形成一层锌铁金属间化合物；对所述螺纹钢进行冷却处理。本发明提供的螺纹钢热扩散处理方法及螺纹钢，通过热扩散处理，螺纹钢的表面形成锌铁金属间化合物，且该锌铁金属间化合物具有超强的附着力，使螺纹钢具有较好的抗划伤性、抗冲击性和抗腐蚀性，适用于含氯离子的海洋环境，可满足螺纹钢严酷的环境要求。，下面是螺纹钢热扩散处理方法及螺纹钢专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种螺纹钢热扩散处理方法，其特征在于，包括有如下步骤：将待处理螺纹钢和热扩散处理剂装入热扩散处理容器中，对所述热扩散处理容器进行加热，使所述螺纹钢的表层形成一层锌铁金属间化合物；

对所述螺纹钢进行冷却处理。

2.根据权利要求1所述的螺纹钢热扩散处理方法，其特征在于，还包括：配置所述热扩散处理剂：将锌粉、二氧化硅、氧化铁红粉末和活化剂按预设比例混合。

3.根据权利要求2所述的螺纹钢热扩散处理方法，其特征在于，所述热扩散处理剂中，所述锌粉中锌的含量大于98%，所述氧化铁红粉末为所述锌粉重量的8％～15％，所述活化剂为所述热扩散处理剂重量的0.1～0.3％。

4.根据权利要求2所述的螺纹钢热扩散处理方法，其特征在于，所述配制所述热扩散处理剂，还包括；

对混合后的各粉末进行研磨细化处理。

5.根据权利要求3所述的螺纹钢热扩散处理方法，其特征在于，所述锌粉粒度为200～

300目；

所述二氧化硅粒度为40～100目；

所述氧化铁红粉末粒度直径为40nm～650nm；

所述活化剂粒度直径为65nm～455nm。

6.根据权利要求5所述的螺纹钢热扩散处理方法，其特征在于，所述氧化铁红粉末的平均粒度直径为100nm，其中粒度直径小于100nm的粉末体积含量不小于80％。

7.根据权利要求1所述的螺纹钢的热扩散处理方法，其特征在于，所述活化剂为氯化铵或硝酸铵。

8.根据权利要求1所述的螺纹钢的热扩散处理方法，其特征在于，热扩散处理过程中，装入所述热扩散处理容器的热扩散处理剂及螺纹钢的体积之和为所述热扩散处理容器容积的90％～95％。

9.根据权利要求1-8任一所述的螺纹钢热扩散处理方法，其特征在于，所述热扩散处理步骤具体包括：将所述螺纹钢和所述热扩散处理剂装入到所述热扩散处理容器中；

将所述热扩散处理容器放置在热扩散处理炉中加热2～2.5小时，并在加热过程中翻转所述热扩散处理容器，使所述热扩散处理容器内的螺纹钢均匀受热；

当所述热扩散处理容器的温度达到300～420℃时，保持所述热扩散处理容器温度恒定50～120分钟。

10.根据权利要求9所述的螺纹钢热扩散处理方法，其特征在于，所述对所述螺纹钢进行冷却处理，具体包括：热扩散处理完成后，所述热扩散处理容器随所述热扩散处理炉冷却到100℃以下；

将所述热扩散处理容器从所述热扩散处理炉中取出，继续冷却至温度低于40℃；

将螺纹钢与热扩散处理剂分离。

11.根据权利要求1-8任一所述的螺纹钢热扩散处理方法，其特征在于，在所述热扩散处理步骤之前，还包括：对所述螺纹钢进行表面前处理：对所述螺纹钢的表面进行除油、除锈、水洗和干燥处理。

12.根据权利要求1-8任一所述的螺纹钢热扩散处理方法，其特征在于，在对所述螺纹钢进行冷却处理之后，还包括：对所述螺纹钢进行表面后处理：对所述螺纹钢的表面进行抛光处理、冲洗、钝化处理和晾干处理。

13.一种螺纹钢，其特征在于，所述螺纹钢由权利要求1-12任一所述的螺纹钢热扩散处理方法处理而成。

说明书全文

螺纹钢热扩散处理方法及螺纹钢

技术领域

[0001] 本发明涉及防腐技术，尤其涉及一种螺纹钢热扩散处理方法及螺纹钢。

背景技术

[0002] 现有技术中，螺纹钢是钢筋混凝土结构的重要组成部分，是基础设施的必备建筑材料之一。一般来说，由于混凝土内部的介质环境显碱性，普通螺纹钢在碱性环境中的腐蚀速率非常低，甚至可以忽略；但如果有足够的氯离子渗入到混凝土内部并与螺纹钢接触，则会显著加速螺纹钢的腐蚀。近年来人类在海洋环境的开发活动越来越广泛，海洋环境的大量氯离子严重威胁了混凝土中螺纹钢的耐蚀性，因此，工程应用中需要对螺纹钢表面进行处理，增强耐蚀性。

[0003] 目前对于螺纹钢表面的防腐处理，最广泛采用的方法是表面涂覆有机涂层，利用涂层对腐蚀性介质的屏蔽作用可以有效延缓氯离子的扩散。然而螺纹钢在涂覆、安装和服役过程中，不可避免会出现涂层的局部破坏，比如：涂覆时螺纹钢的肋顶端经常出现露点；安装时螺纹钢之间需要进行通过螺丝或焊接等方式联接，联接过程极易损坏涂层，同时水泥砂浆中尖锐的石头在浇灌时也可能划伤涂层；服役过程中外部钻孔等行为也会破坏涂层。而涂层一旦出现破坏，氯离子在破损处积聚将诱发该处的腐蚀以极快速率发生和发展。

发明内容

[0004] 本发明提供一种螺纹钢热扩散处理方法及螺纹钢，螺纹钢表面形成的锌铁金属间化合物具有超强的附着力，使螺纹钢具有较好的抗划伤性、抗冲击性和抗腐蚀性，能够适用于含氯离子的海洋环境。

[0005] 本发明提供一种螺纹钢热扩散处理方法，包括有如下步骤：

[0006] 将待处理螺纹钢和热扩散处理剂装入热扩散处理容器中，对所述热扩散处理容器进行加热，使所述螺纹钢的表层形成一层锌铁金属间化合物；

[0007] 对所述螺纹钢进行冷却处理。

[0008] 本发明还提供一种螺纹钢，该螺纹钢采用上述所述的螺纹钢热扩散处理方法处理而成。

[0009] 本发明提供的螺纹钢热扩散处理方法及螺纹钢，通过热扩散处理，螺纹钢的表面形成锌铁金属间化合物，且该锌铁金属间化合物具有超强的附着力，使螺纹钢具有较好的抗划伤性、抗冲击性和抗腐蚀性，适用于含氯离子的海洋环境，可满足螺纹钢严酷的环境要求。

附图说明

[0010] 图1为本发明实施例提供的螺纹钢热扩散处理方法处理流程图。

具体实施方式

[0011] 本发明实施例提供一种螺纹钢热扩散处理方法，如图1所示，该螺纹钢热扩散处理方法包括有如下步骤：

[0012] 101、将待处理的螺纹钢和热扩散处理剂装入热扩散处理容器中，对所述热扩散处理容器进行加热，使所述螺纹钢的表层形成一层锌铁金属间化合物。

[0013] 具体的，将待处理的螺纹钢及配置好的热扩散处理剂装入热扩散处理容器中，其中，装入热扩散处理容器的热扩散处理剂及螺纹钢的体积之和为热扩散处理容器容积的90％～95％；

[0014] 然后将装有螺纹钢和热扩散处理剂的热扩散处理容器放置在热扩散处理炉中加热，在加热过程中，翻转热扩散处理容器，具体可以以7～15转/分的转速旋转热扩散处理器，使热扩散处理容器内的螺纹钢均匀受热；加热时间控制在2.0～2.5小时内，当温度升高到300～420℃时，保持温度恒定50-120分钟，优选的，当温度升高到300～420℃时，保持温度恒定60-90分钟。

[0015] 这样，螺纹钢表层便形成锌铁金属间化合物，这层化合物和基体螺纹钢是以冶金方式结合的，冶金结合是指两件金属的界面间原子相互扩散而形成的结合。这种结合或者是连接状态，或者是在温度或压力的作用下（或者温度和压力共同作用下）形成的。因而螺纹钢表层形成的锌铁金属间化合物具有超强的附着力，即使经180度弯曲、大力撞击、恶劣气候以及人为破坏等工况下也不会脱落，使螺纹钢保持优异的防腐性能。

[0016] 本实施例中，对螺纹钢进行热扩散处理所使用的热扩散处理剂中加入了氧化铁红粉末，氧化铁红有如下作用：

[0017] （1）在热扩散处理时能活化锌粉的表面，同时防止锌粉颗粒相互粘结，从而使螺纹钢表面形成的锌铁金属间化合物结构更加致密；

[0018] （2）在冷却过程中能对锌粉表面进行钝化处理，促进锌铁金属间化合物层表面生成钝化膜，从而提高热扩散处理层的耐腐蚀性能，尤其是能够提高耐碱性腐蚀性能。

[0019] 添加氧化铁红粉末后的热扩散处理工艺与传统工艺相比，热扩散涂层的致密性加强以及耐腐蚀性提高。

[0020] 102、对所述螺纹钢进行冷却处理。

[0021] 在步骤101热扩散处理完成后，热扩散处理容器随热扩散处理炉冷却到100℃以下，然后将热扩散处理容器从所述热扩散处理炉中取出，继续冷却至温度低于40℃，将螺纹钢与热扩散处理剂分离。

[0022] 本发明实施例提供的螺纹钢热扩散处理方法，可以使螺纹钢的表面形成锌铁金属间化合物，且该锌铁金属间化合物具有超强的附着力，使螺纹钢具有较好的抗划伤性、抗冲击性和抗腐蚀性，适用于含氯离子的海洋环境，可满足螺纹钢严酷的环境要求。

[0023] 本发明实施例提供的螺纹钢热扩散处理方法，还包括：配制热扩散处理剂,配置热扩散处理剂具体是将锌粉、二氧化硅、氧化铁红粉末和活化剂按预设比例混合。其中，锌粉中锌的含量大于98%，氧化铁红粉末为锌粉重量的8％～15％，活化剂为热扩散处理剂总重量的0.1～0.3％。

[0024] 本实施例中，为使螺纹钢的表面更好的产生化学反应，以形成锌铁金属间化合物，要求锌粉的粒度为200～300目；二氧化硅粒度为40～100目；氧化铁红粉末粒度直径范围为40nm～650nm，其中氧化铁红粉末的平均粒度直径为100nm，粒度直径小于100nm的粉末体积含量不小于80％；活化剂粒度直径范围为65nm～455nm。

[0025] 为使各种粉末达到一定粒度，可对混合后的粉末进行研磨细化处理，具体是将混合粉末在室温25℃下细化研磨处理16小时，研磨至粉末粒度为200～300目。

[0026] 本实施例中，热扩散处理剂中的活化剂可选用氯化铵或硝酸铵。

[0027] 本实施例中，在对螺纹钢进行热扩散处理之前，还包括：

[0028] 对螺纹钢进行表面前处理，即对螺纹钢的表面进行除油、除锈、水洗和干燥处理。

[0029] 具体的，可采用有机溶剂除油、化学除油、机械除油或擦拭除油等各种方式对螺纹钢表面进行除油；表面除锈可采用常用的化学酸洗或机械除锈法，如滚抛、刷洗、喷砂或喷丸等机械方法；除油除锈后，再通过水洗干燥后得到表面清洁、干燥的螺纹钢构件，然后在进行热扩散处理。

[0030] 本实施例中，在对螺纹钢在对螺纹钢进行冷却处理之后，还包括：

[0031] 对螺纹钢进行表面后处理，即对螺纹钢的表面进行抛光处理、冲洗、钝化处理和晾干处理。

[0032] 具体是采用15％的硝酸对螺纹钢的表面进行化学抛光10～25秒，以便除去螺纹钢表面的黑色氧化物或残余锌粉，抛光后应立即用水将酸冲洗干净；再用铬酸或铬酸盐溶液进行钝化处理，以提高渗层耐腐蚀能力或表面光洁度，最后进行晾干。

[0033] 本实施例所得到的螺纹钢热扩散处理涂层的厚度为40微米，硬度为220HV，通过热扩散处理，螺纹钢的冲击强度提高，即脆性下降，韧性提高。

[0034] 本发明另一实施例还提供一种螺纹钢，该螺纹钢采用本发明任意实施例提供的螺纹钢热扩散处理方法处理而成。

[0035] 最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

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螺纹钢热扩散处理方法及螺纹钢

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