[發明專利]一種鋼鐵材料表面耐磨自潤滑黑色復合涂層的制備方法

有效

• 申請號: 201611225327.4
• 申請日: 2016-12-27
• 公開（公告）號: CN106591769B
• 公開（公告）日: 2018-07-27
• 發明（設計）人: 吳護林;李立;車路長;李忠盛;鄒洪慶;張昭林;楊九州;陳漢賓;張隆平;付揚帆;易同斌
• 申請（專利權）人: 中國兵器工業第五九研究所
• 主分類號: C23C8/34
• 分類號: C23C8/34;C23C8/80
• 代理公司: 重慶弘旭專利代理有限責任公司 50209
• 代理人: 李靖

1.一種鋼鐵材料表面耐磨自潤滑黑色復合涂層的制備方法，其特征在于，它依次按照以下步驟進行：

（一）氧氮化基底層制備

⑴去除鋼鐵材料表面銹蝕，然后脫脂，最后用水漂洗；

⑵置于250～400℃下保溫15～60min；

⑶放入氮化鹽浴中進行氮化處理，處理溫度520～600℃，處理時間為60～150min；其中，氮化鹽浴由下述各個組分組成，各組分含量按重量百分比計分別為：25～40%的CO(NH₂)₂，35～45%的Na₂CO₃，18～28.4%的KCl，0.5～1.5%的La₂(CO₃)₃，0.001%的K₂S；

⑷放入氧化鹽浴中進行氧化處理，處理溫度300～420℃，處理時間10～30min；其中，氧化鹽浴由下述各個組分組成，各組分含量按重量百分比計分別為：15～25%的CO(NH₂)₂，5～10%的NH₄ClO₃，5～10%的KOH，60～70%的KCl；

⑸去除鋼鐵材料表面厚度為0.005～0.02mm的疏松層；

⑹置于250～400℃下保溫15～60min；

⑺放入二次氧化鹽浴中進行二次氧化處理，處理溫度420℃～480℃，處理時間40min～90min；其中，二次氧化鹽浴由下述各個組分組成，各組分含量按重量百分比計分別為：15～25%的CO(NH₂)₂，5～10%的NH₄ClO₃，5～10%的KOH，60～70%的KCl，0.1～1%的稀土添加劑；所述稀土添加劑由下述各個組分組成，各組分含量按重量百分比計分別為：10～25%的La₂(CO₃)₃，5～18%的La₂O₃，3～12%的LaCl₃，余量的Na₂CO₃；

⑻經二次氧化處理后的鋼鐵材料直接浸入流動的水中清洗，至表面附著的鹽洗凈為止，之后再在60℃～90℃的熱水槽中清洗，浸泡時間10min～120min；清洗后立即于60℃～100℃下進行干燥，除去表面水分及殘留濕氣；

（二）氟聚合物涂層制備

⑼將經步驟（一）氧氮化基底層制備處理后的鋼鐵材料浸入微粒濃度為40～100g/L，微粒粒徑為50～300nm的聚四氟乙烯水乳液中進行浸滲，浸滲溫度50～80℃，時間10～60min；

⑽將經浸滲處理后的鋼鐵材料于真空度為10～1×10^-2Pa的條件下，先預熱至保溫溫度，并保溫20～90min，再進行短時高溫熱處理，處理完畢后維持在保溫溫度，保溫15～60min，之后持續抽真空至溫度冷卻到160℃以下，最后取出再冷卻至室溫；所述保溫溫度為280～380℃；所述短時高溫熱處理的具體操作為：在5～30min內迅速將鋼鐵材料的溫度在保溫溫度的基礎上提高50～100℃，到溫后維持1～10min，再冷卻至保溫溫度。

2.如權利要求1所述鋼鐵材料表面耐磨自潤滑黑色復合涂層的制備方法，其特征在于：所述短時高溫熱處理進行2～5次，且在上一次操作中最后冷卻至保溫溫度后，立即進行下一次處理操作。

3.如權利要求1或2所述鋼鐵材料表面耐磨自潤滑黑色復合涂層的制備方法，其特征在于：依次重復進行步驟⑼和⑽各2～3次。

4.如權利要求1或2所述鋼鐵材料表面耐磨自潤滑黑色復合涂層的制備方法，其特征在于：所述步驟⑴中采用機械或者化學的方法去除鋼鐵材料表面銹蝕，然后進行堿性化學脫脂或者電解脫脂，最后用水進行漂洗；所述步驟⑸中采用拋光或噴砂的方法對氧化處理后的鋼鐵材料進行處理，去除鋼鐵材料表面厚度為0.005～0.02mm的疏松層。

5.如權利要求3所述鋼鐵材料表面耐磨自潤滑黑色復合涂層的制備方法，其特征在于：所述步驟⑴中采用機械或者化學的方法去除鋼鐵材料表面銹蝕，然后進行堿性化學脫脂或者電解脫脂，最后用水進行漂洗；所述步驟⑸中采用拋光或噴砂的方法對氧化處理后的鋼鐵材料進行處理，去除鋼鐵材料表面厚度為0.005～0.02mm的疏松層。