浸滲劑類型的選擇同真空加壓浸滲工藝

(一)、浸滲劑類型的選擇
伴隨著浸滲技術發展的同時，化學工業也急劇發展，這又了浸滲劑的研究與，種類繁多，用途廣泛，性能優良的浸滲劑不斷出現。
較初被廣泛應用的一種浸滲設備是硅酸鈉類(俗稱水玻璃)浸滲劑，由于此類浸滲劑屬于硅酸鹽，也稱無機浸滲劑，屬于前一代浸滲劑，它的水溶液含水60%以上。
用水玻璃做浸滲劑始于上個世紀30年代，能夠承受500℃以上的高溫是其較大的優點，同時其具有耐油的特性。
但相對于優點則為顯著，因其粘度高導致浸滲過程慢長、浸滲后零件難清洗、固化速度慢滲漏率高而需多次重復浸滲等等。
以上這些缺點均是由它的化學成分決定的：酸鹽浸滲劑里面含有60%以上的水分子，而其浸滲密封是靠對其加熱脫水后的剩余物(硅酸納Na2SiO3)來密封微孔，但這時的硅酸鈉鹽體積變小，不能對孔隙形成的封堵，這就是其需反復浸滲的原因。
2、無機浸滲的固化機理為物理變化，屬于可逆反應。
假設一件浸滲后修補好的工件存放在一個足夠濕度的環境當中，這時硅酸鈉鹽能夠吸收空氣中的水分子，時間長了工件表面會“流鼻涕”。
這就是水玻璃吸水后還原反應。
3、固化物。
水玻璃的脫水固化物，這是一種類似細石沙的無機鹽粉狀物，毫無物理強度。
總之，無機浸滲劑的性、差，已在大多數場合被淘汰。
聚醋類浸滲劑屬于二代浸滲劑，其于二十世紀四十年代開始使用，其具有密封效果良好、耐化學腐蝕性和能承受溫度達204℃的特點，但它的缺點是固化時間較長且工藝復雜，浸滲后零件表面有較多殘留而不易清洗，特別是其含有毒素影響操作人員健康和，需要專門的設備，增加了設備投入成本，因此聚醋類浸滲劑并沒有廣泛的應用。
當前，前一代硅酸鈉類和二代聚醋類浸滲劑已逐漸被、環保、浸滲合格率高的第三代丙烯酸醋類浸滲劑所取代(本文所設計的浸滲工藝采用的浸滲劑為此類型)。
而丙烯酸醋類浸滲劑又分為加熱固化型浸滲劑和厭氧自固型浸滲劑兩種。
加熱固化型浸滲劑是由多種類丙烯酸單體、引發劑、表面活性劑和劑等混合后構成。
它浸滲密封鑄件的原理是利用設備，將零件浸入丙烯酸醋類浸滲劑液體內，采用真空及加壓的方法，讓低粘度的浸滲劑充滿鑄件缺陷，后加熱使液態的浸滲齊」聚合固化成強度及韌性俱佳的熱固性彈性體，從而起到密封缺陷的效果。
丙烯酸醋類浸滲劑的優點先是粘度低，能夠浸滲劑進入零件內缺陷；其次是較寬溫度的適用性，固化后的密封體在一50~200℃的范圍內都能正常發揮效能；再次是固化前后體積收縮變化小，能夠密封后的高合格率。
較后是由于此類浸滲劑中含有表面活性劑，因此可使浸滲后的殘留液遇水后乳化達到零件表面易清洗的目的。
但丙烯酸醋類浸滲劑通常含有引發劑和阻聚劑，聚合和阻聚這樣一對競爭反應會造成其在儲存和使用過程中的穩定性差。
同時，這類浸滲劑由于在固化過程中需要對其進行加熱，因此會出現一些密封膠溢出現象，原因是浸滲后的零件在加熱過程中樹脂比金屬的熱膨脹。
這種結果會導致浸滲后的合格率下降并可能弄污部件表面。
厭氧自固型浸滲劑也稱為厭氧密封膠，同樣是以丙烯酸醋類化合物為主添加表面活性劑、穩定劑、劑和引發劑等其它成分。
其特點是具有自固化及調節固化速度的能力，使其成為密封金屬和非金屬部件孔隙的較密封材料。
液態的密封膠有自然聚合的傾向，但通過向包裝物中滲入少量空氣并保持恒定溫度的辦法便可阻止這種聚合。
厭氧密封膠同時具有向微孔主動浸滲的性質，當液態密封膠進入零件孔隙時，它不再具有穩定空氣源，并開始化學固化。
其與金屬離子接觸可固化，這類似某些化學催化劑，然而加熱、催化劑和金屬離子對固化過程并不是條件，但它們可調節固化反應的速度，并通過控制每次浸滲過程中固化反應速度以獲得較佳浸滲效果。
厭氧密封膠不會出現溢出現象，故部件不會被弄污，密封性能穩定。
厭氧密封膠自固化的性，可浸滲過的零部件不滲漏。
由于厭氧密封膠具有以上的性質使其通常適于浸滲粉末金屬部件，因為粉末金屬的孔隙分布范圍廣，使用熱固化密封膠時會產生溢出問題。
浸滲劑除了以上介紹的主要類型外，無機浸滲劑中還包括堿金屬鋁酸鹽類、硫酸鹽類及氯化物類浸滲劑，浸滲劑還包括環氧樹脂類、酚醛樹脂類浸滲劑等。
本文根據對以上浸滲劑類型及優缺點的對比分析及與浸滲劑生產廠家的交流，依據生產廠家對高壓鑄造鋁合金零件浸滲的經驗，我們選擇了加熱固化型浸滲劑。
(二)、真空加壓浸滲工藝
在的鋁鑄件生產廠中，目前普遍采用真空加壓浸滲法。真空加壓浸滲過程主要在真空壓力罐中進行，其工藝流程如圖1所示。按工藝處理順序可分為前處理、浸滲處理和后處理3個階段。
前處理是將鑄件脫脂、清洗，再干燥備用。主要目的在于去除零件表面的油污、金屬碎屑和灰塵，提高浸滲質量，防止油污及機械雜質帶入浸滲液中影響滲透力和粘結力。常用脫脂方法有溶劑脫脂、堿液脫脂及電化學脫脂。鑄件在上述脫脂清洗后，取出經熱水漂洗再在80~90℃下烘干，為提高浸透效果，并防止大量水分進入真空泵，清洗后的烘干是非常重要的。
浸滲劑浸滲處理是將經前處理的工件裝浸滲罐密封抽真空15min，以充分排除罐內及鑄件孔隙處的空氣和微塵，為浸滲劑的填充和滲透創造壓差動力條件。然后利用罐內負壓吸入浸滲劑，再次抽真空15min。
二次抽真空的目的，在于排出罐內浸滲液中的氣體，防止溶有氣體的浸滲液滲入鑄件微孔缺陷中去，以防止固化時氣孔的產生影響密封性能。較后加壓0.5~0.75MPa，保持15~20min使已充填和滲入鑄件孔隙內部的浸滲劑進一步向缺陷各個部位較深處滲透。
后處理是將工件滴干、清洗并放入固化爐中固化，使進入鑄件孔隙的浸滲劑由液態向固態轉變，形成堅實的固化膜。
固化溫度為80~90℃，保持2h以上，或在室溫(25℃以上)下放置24h。如鑄件在300℃以上條件使用，宜先在80℃溫度下固化2h，接著在110℃溫度下繼續固化1h。受壓鑄件浸滲后需進行壓力試驗，檢查浸滲處理后是否達到要求的氣密性。凡在浸滲范圍內仍有泄漏，允許進行再浸滲，對3次浸滲仍有泄漏的鑄件作廢品處理。通常，試驗壓力值為工作壓力值的2倍。