Aluminisierungsprozesse

1. Feueraluminieren

Prozessablauf
Beim Schmelztauchaluminieren werden saubere Stahlteile in geschmolzenes Aluminium oder eine Aluminiumlegierung bei 680–780 °C getaucht. Die Prozessschritte sind wie folgt:

• Werkstück → Entfetten → Entrosten → Vorbehandlung → Feueraluminium.

Bildung einer feuerverzinkten Aluminiumschicht
Die Bildung der Schmelzaluminiumschicht erfolgt in drei Schritten:

• Der saubere Stahl wird in geschmolzenes Aluminium getaucht, Dadurch kann das flüssige Aluminium in die Stahloberfläche eindringen.
• Eine Diffusionsschicht aus intermetallischen Aluminium-Eisen-Verbindungen, einschließlich FeAl3 (θ-Phase) und Fe2Al5 (η-Phase), Formen.
• Danach wird das Werkstück aus der Aluminiumschmelze gehoben, Auf der Oberfläche ist eine Aluminiumbeschichtung angebracht.

Die Schmelzaluminiumschicht besteht aus der Diffusionsschicht aus Schritt zwei und der Aluminiumbeschichtung aus Schritt drei.

2. Pulveraluminierung

Beim Pulveraluminieren handelt es sich um ein Aluminisierungsverfahren vom Diffusionstyp. Bei dieser Methode, Stahl oder Hochtemperaturlegierung wird mit einem Aluminierungsmittel versiegelt und mehrere Stunden lang auf 800–950 °C erhitzt. Nach dem Abkühlen, es entsteht eine diffusionsartige Aluminisierungsschicht.
Das Aluminisierungsmittel besteht hauptsächlich aus AI (oder Al/Fe)-Typ NH4Cl-Al2O3. Während des Prozesses finden folgende Reaktionen statt:

• NH4Cl → NH3 ↑ + HCl ↑
• 6HCl + 2Al → 2AlCl3 + 3H2 ↑
• Fe + AlCl3 → FeCl3 + [Al]

In diesen Reaktionen, aktive Aluminiumatome ([Al]) lagern sich auf der Stahloberfläche ab, dringt in das Material ein und bildet eine aluminisierende Schicht, die vollständig aus Aluminium-Eisen-Verbindungen besteht.

3. Andere Aluminisierungsmethoden

Hot-Dip-Diffusion-Methode
Nach dem Auftragen einer Feueraluminiumbeschichtung, Das Stahlwerkstück wird bei 800-950°C diffundiert. Durch diesen Prozess wird die Aluminiumbeschichtung in eine Aluminium-Eisen-Verbindungsschicht umgewandelt, Erzeugen einer Aluminisierungsschicht vom Diffusionstyp.

Schlammaluminisierungsverfahren
Ein festes Aluminisierungsmittel wird mit einem Bindemittel und Wasser zu einer Aufschlämmung vermischt, welches auf die Werkstückoberfläche aufgetragen wird. Anschließend wird das Werkstück erhitzt, um das Aluminisierungsmittel zu verteilen.

Elektrophorese-Diffusionsaluminierung
Mittels Elektrophorese wird Aluminiumpulver gleichmäßig auf das Werkstück aufgetragen. Anschließend wird das Werkstück erhitzt, um das Aluminium zu diffundieren. Wenn die Heiztemperatur unter 500 °C liegt, Es bildet sich lediglich eine Aluminium-Sinterschicht. Bei Temperaturen über 600°C, Es entsteht eine diffusionsaluminierende Schicht.

Thermisches Spritzen und Diffusionsaluminieren
Aluminium wird durch thermisches oder elektrostatisches Spritzen auf die Werkstückoberfläche aufgetragen. Anschließend wird das Werkstück einer Thermodiffusionsaluminierung unterzogen.