[發(fā)明專利]0Cr17Ni14Mo2熱浸鍍稀土鋁合金涂層工藝

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010153558.5
• 申請日: 2010-04-23
• 公開（公告）號: CN101812655A
• 公開（公告）日: 2010-08-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊世偉;張?zhí)煊?/a>;郭亞歡;施月杰;吳曉朝;楊曙姣;屈文娟;王一寒
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工程大學(xué)
• 主分類號: C23C2/12
• 分類號: C23C2/12;C23C2/02
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• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及的是金屬材料的表面改性處理，具體涉及一種在奧氏體不銹鋼0Cr17Ni14Mo2表面制備抗高溫腐蝕涂層的熱浸鍍工藝。

背景技術(shù)

0Cr17Ni14Mo2奧氏體不銹鋼具有良好的耐蝕性和耐熱性，主要用于既要耐腐蝕又要承受高溫的設(shè)備中，在船舶、航空、航天工業(yè)以及醫(yī)療器械中也有廣泛的應(yīng)用。其化學(xué)成分見表1。

表10Cr17Ni14Mo2成分表

采用熱浸鍍工藝在0Cr17Ni14Mo2表面制備稀土鋁合金涂層，可以提高其抗高溫腐蝕性能，擴大其應(yīng)用范圍，提高其工作可靠性。熱浸鍍滲鋁是一種能夠有效的提高材料抗高溫氧化性能的表面改性工藝。材料經(jīng)熱浸鍍鋁后，可以在表面形成一層致密的Al₂O₃和以Fe-Al金屬間化合物為主的浸鍍層，能夠阻擋氧元素和基體元素的互擴散，以此保護基體。

熱浸鍍簡稱熱鍍，它是通過加熱擴散的方法將金屬鋁或鋁合金滲入基體表面，從而形成與機體金屬結(jié)合異常牢度的合金層。與其他表面防護工藝相比，熱浸鍍工藝簡單，且可用富足的鋁作為鍍層材料來代替稀有昂貴的金屬材料，所以應(yīng)用十分廣泛。

熱浸鍍鋁是近幾十年在熱浸鍍鋅、鉛的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。目前，只有為數(shù)不多的國家掌握了該項技術(shù)。經(jīng)熱浸鍍鋁的鋼件，其抗高溫氧化腐蝕溫度可提高300℃～500℃；使用壽命是熱浸鍍鋅件的5～9倍。在石油、機械、化工、能源及交通運輸?shù)刃袠I(yè)領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種成本低廉、操作簡單，熱浸鍍產(chǎn)品表面質(zhì)量優(yōu)良的0Cr17Ni14Mo2熱浸鍍稀土鋁合金涂層工藝。

本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的：

對0Cr17Ni14Mo2奧氏體不銹鋼依次進行熱水浸泡、脫脂、清洗、除銹、清洗、助鍍、烘干、熱浸鍍和鈍化處理；所述的脫脂是在溫度為80～85℃的脫脂液中處理15～20min；所述的助鍍是在溫度為85～95℃的飽和Na₃AlF₆水溶液中進行處理；所述的熱浸鍍是在溫度為720℃～780℃的浸鍍液中浸鍍2～10分鐘，所述的浸鍍液的重量百分比構(gòu)成為Si5～10％、La?1～1.5％、Ce?2～2.5％、Y?0.5～0.8％和余量的Al。

本發(fā)明還可以包括：

1、所述的脫脂液的重量百分比組成為：

2、所述的浸鍍液中的稀土元素La、Ce、Y的總比例為4wt.％。

本發(fā)明提供的0Cr17Ni12Mo2熱浸鍍稀土鋁合金工藝流程的主要特點體現(xiàn)在：

1、脫脂又稱堿洗，利用堿液的皂化、乳化和分散的作用將金屬表面的油脂分散成許多小液滴，從而達到油脂與金屬分離的目的。本發(fā)明選擇了適合于0Cr17Ni12Mo2熱浸鍍稀土鋁合金的脫脂液組合成分和條件。

2、選用適合于0Cr17Ni12Mo2熱浸鍍稀土鋁合金的水溶液助鍍劑——飽和冰晶石水溶液(Na₃AlF₆)。本發(fā)明使用該助鍍劑來保證鋼表面不被氧化，浸鍍時可以溶解鋁液表面的Al₂O₃，并顯著改善待鍍件與鋁液之間的界面浸潤性，能夠有效減少漏鍍。

3、選用(50wt.％NaCl+50wt.％KCl)作為覆蓋劑。

在高溫下鋁液的表面極易被氧化，產(chǎn)生一層氧化膜。浸鍍時氧化膜易粘附在工件表面導(dǎo)致漏鍍。因此要選取在熔融鋁液的表面覆蓋上具有以下特點的覆蓋劑：①密度小，浮于鋁液上方；②具有溶解Al₂O₃的能力；③熔點要低于鋁的熔點；④流動性好，不老化，不蒸發(fā)。根據(jù)以上要求，選取化學(xué)活性比鋁大的堿金屬氟化物或氯化物作為覆蓋劑即可。

4、鍍液為稀土鋁合金鍍液。

本發(fā)明具有以下優(yōu)點：

1、在鍍液中添加了Si能大大提高鍍層的耐熱性和鋁液的流動性，從而降低鍍鋁溫和組織合金層的長大，使浸鍍層相比常規(guī)單純Al液制備的厚度明顯減小，加入Si可以提高浸鍍層的抗高溫氧化性能，在浸鍍件上獲得光滑的表面。稀土元素的加入可以顯著的加強Al₂O₂氧化膜的粘結(jié)性，使氧化膜的結(jié)構(gòu)由等軸晶變位柱狀晶結(jié)構(gòu)。