掌握渗铝工艺，优化渗层厚度

将铝元素渗入工件表面的化学热处理工艺称为渗铝。渗铝能提高工模具抗高温氧化与耐燃气腐蚀的能力。渗铝层在大气、硫化氢、二氧化硫、碱和海水等介质中，也具有良好的耐蚀性，已较广泛地应用于工业生产。渗铝方法有：粉末法、热浸渗铝法、气体法、热喷涂扩渗法、料浆法、高频感应加热法、电泳喷涂扩散法、真空蒸镀法等。

（1）粉末渗铝 渗铝介质与处理工艺见表3-38。通常用850～950℃×4～8h，可获得50～400μm的渗铝层。渗铝剂主要为Al（或Al-Fe）-NH₄Cl-Al₂O₃型。在渗铝过程中发生如下反应：

在上述反应中，在钢铁表面析出的[Al]活性原子渗入工件，形成完全由铝铁化合物组成的渗铝层。

表3-38 几种渗铝方法、渗剂与处理工艺

（续）

渗铝温度、保温时间、与钢中合金元素对渗铝层厚度有明显的影响，根据工件要求，可以实现局部渗和防渗。渗铝剂中的活性含量随着使用次数的增加而降低。除部分渗入工件外，铝还会被氧化掉一部分，被工件带出损耗一部分。铝消耗程度主要取决于渗铝箱的密封性、渗铝温度和保温时间，反复使用时应注意适时补充新渗剂。(www.xing528.com)

（2）热浸渗铝 将钢铁制件浸入熔融铝浴中并保温一定的时间，使铝（及其他附加元素）涂敷并渗入其表层，获得铝及铝合金层的工艺方法称为热浸渗铝，又称液体渗铝或热浸镀铝。

钢板、钢管、钢丝、加热炉炉底板与构件等制品渗铝，常采用热浸渗铝或热浸铝扩散，在工业上已得到广泛应用。

在热浸渗铝温度（670～730℃）下，有三种稳定的金属间化合物相：Fe₂Al、Fe₂Al₅、FeAl₃。铁铝相图上98.1%Al（质量分数），共晶点为635℃，在该温度下，铁在铝中的最大溶解度很小，仅为0.03%（质量分数）。

实践表明，钢铁材料热浸渗铝的化合层主要是Fe₂Al₅、FeAl₃。实际上大多是Fe₂Al₅相，表层为α固溶体。渗层的形成，不仅与各相的热力学稳定性有关，而且与基材、铝液成分、渗铝时间、渗铝温度等因素有关。

渗铝层的性能主要取决于渗层厚度。渗层厚度增加，塑性明显降低。因此，热浸渗铝时，在保证钢基体与渗层间良好结合力的前提下，应当控制好渗层的厚度。

（3）气体渗铝 采用井式炉进行气体渗铝有两种方法，一种是向炉内通入铝的卤化物和氢气；另一种是将颗粒状渗铝剂放入炉罐中，同时通入气体或断续加入卤化铵，经化学反应产生卤化铝气体，与工件进行反应而渗铝。几种渗剂及处理工艺列于表3_-38。铝的卤化物在低温时易凝固，需经常疏通排气管。