[實用新型]高耐蝕的鋼基表面復合鍍層材料

有效

• 申請號: 201620014961.2
• 申請日: 2016-01-08
• 公開（公告）號: CN205347570U
• 公開（公告）日: 2016-06-29
• 發明（設計）人: 趙丹;徐旭仲
• 申請（專利權）人: 華北理工大學
• 主分類號: C23C18/32
• 分類號: C23C18/32;C23C18/50
• 代理公司: 唐山永和專利商標事務所 13103
• 代理人: 張云和

技術領域

本實用新型涉及復合鍍層材料，具體地說是一種高耐蝕的鋼基表面復合鍍層材料。

背景技術

復合鍍層技術是改善材料表面性能的有效途徑之一，而且復合鍍層技術具有工藝簡單，成本低，可以在常溫下操作，不影響主體材料內部性質等優點，因而在材料的研究和開發中占有重要地位。鋼鐵材料的失效大多發生在材料的表面，如材料的疲勞、腐蝕和磨損對材料的表面結構和性能極其敏感，材料表面的結構和性能直接影響鋼鐵材料的整體性能。復合鍍技術作為材料表面強化的一種手段，因其鍍層具有的高硬度、耐磨性、自潤滑性、耐蝕性、特殊的裝飾外觀以及電接觸、電催化等功能而倍受人們的關注。

化學鍍Ni-P二元合金鍍層具有良好的均勻性、硬度、耐磨、耐蝕等綜合物理化學性能，已經在材料、機械、化工等工業領域得到廣泛的應用。但是，隨著科技的發展及現代工業的飛速前進，Ni-P二元合金鍍層的性能已不能夠滿足各行業對材料日益增長的需要，故在二元合金鍍層的基礎上添加第三種金屬成分，即得到了以Ni-P為基的三元合金，其導電、耐蝕、耐熱、耐磨等多種性能比較其二元合金均有更大的增強。在化學鍍Ni–P的合金鍍液中加入適量的鋅鹽(硫酸鋅、氯化鋅)，可得到Ni-Zn-P三元合金鍍層，可以用于耐蝕性能要求高和形狀復雜的各種工件上，其導電、磁性、耐磨、耐熱、耐蝕等性能較之二元合金均有了很大的提高。

納米材料科學的發展為復合鍍層的發展帶來了新的機遇。通過在化學鍍液中加入納米粒子來制備納米復合鍍層，其用途更加多樣化，具有良好的應用前景。納米顆粒作為第二相粒子對鍍層有強化作用，顆粒越細，強化作用越強。通過化學沉積方法將納米級固體顆粒包覆于Ni-P合金鍍層中，由于納米顆粒對位錯和晶界的釘扎作用，可以抑制晶粒的高溫長大，有望所獲得的納米復合鍍層在熱穩定性、耐磨性和硬度等方面可以進一步提高。

因此，提高鋼鐵材料的表面性能，得到高耐蝕性、高耐磨性和高硬度的鋼基表面復合鍍層材料，擴大其應用范圍，尤其在工業、海洋等苛刻腐蝕環境中的應用尤為重要。

實用新型內容

本實用新型目的在于提供一種高耐蝕性、高耐磨性和高硬度的鋼基表面復合鍍層材料，擴大了碳鋼的應用范圍，尤其在工業、海洋等苛刻腐蝕環境中的應用。

為了實現上述目的，本實用新型采用的技術方案是：

一種高耐蝕的鋼基表面復合鍍層材料，包括碳鋼基體和碳鋼基體表面的化學鍍復合鍍層，碳鋼基體表面的化學鍍復合鍍層結構由內到外依次為：Ni-P鍍層、Ni-P-納米SiO₂鍍層、Ni-Zn-P鍍層和Ni-P鍍層。

采用上述技術方案的本實用新型，與現有技術相比，其優點和有益效果是：

Ni-P鍍層是具有優良防腐蝕性能鍍層；緊鄰Ni-P鍍層的Ni-P-納米SiO₂鍍層，由于納米SiO₂的加入，顯著提高Ni-P鍍層的硬度，增加耐磨性；三元合金鍍層Ni-Zn-P鍍層中Zn的加入起到犧牲陽極的作用，發生腐蝕時Zn優先于Ni和碳鋼基體腐蝕，保護了Ni-P鍍層和基體材料。復合鍍層采用Ni-P鍍層、Ni-P-納米SiO₂鍍層、Ni-Zn-P鍍層和Ni-P鍍層的順序，外層Ni-P鍍層和Ni-Zn-P鍍層具有高耐蝕性，中間層Ni-P-納米SiO₂鍍層具備高硬度、耐磨性和耐蝕性好的優點，內層Ni-P鍍層起到與鋼基結合強度高和耐蝕性的作用。因此，本實用新型提供了一種高耐蝕性、高耐磨性和高硬度的鋼基表面復合鍍層材料，擴大了碳鋼的應用范圍，尤其在工業、海洋等苛刻腐蝕環境中的應用。

作為優選，本實用新型更進一步的技術方案是：

所述的Ni-P鍍層有兩層，一層位于碳鋼基體表面，一層位于最外層，緊鄰Ni-Zn-P鍍層。

所述的內層和最外層Ni-P鍍層厚度為5～10μm。

所述的Ni-P-納米SiO₂鍍層厚度為10～20μm。

所述的Ni-Zn-P鍍層厚度為10～20μm。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例的結構示意圖；

圖中：1-碳鋼基體；2-內層Ni-P鍍層；3-Ni-P-納米SiO₂鍍層；4-Ni-Zn-P鍍層，5-外層Ni-P鍍層。

具體實施方式

下面結合附圖給出的實施例對本實用新型作進一步闡述，但實施例不對本實用新型構成任何限制。