[發(fā)明專利]一種不銹鋼基耐蝕耐磨涂層結(jié)構(gòu)及其制備方法和應(yīng)用

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811119458.3
• 申請日: 2018-09-25
• 公開（公告）號: CN108950671A
• 公開（公告）日: 2018-12-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 范才河;高平平
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: C25F3/24
• 分類號: C25F3/24;C25F3/06;C25D5/36;C25D3/56;C25D15/00;C25D5/50;B05D7/14
• 代理公司: 廣州三環(huán)專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 肖宇揚

1.一種不銹鋼基耐蝕耐磨涂層結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括依次設(shè)置的不銹鋼基底和耐蝕耐磨涂層，所述耐蝕耐磨涂層包括通過電沉積結(jié)合Ni-Cu/MC或Ni-Cu/NS₂涂層，和熱處理結(jié)合的PTFE/MC或PTFE/NS₂涂層；其中MC為耐磨的碳化物，NS₂為耐磨硫化物；所述不銹鋼基底的表面制備有孔徑為50～80nm的納米孔。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述不銹鋼基耐蝕耐磨涂層結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述MC為SiC或WC的一種，所述NS₂為MoS₂。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述不銹鋼基耐蝕耐磨涂層結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述納米孔的制備方法為：

S1.將待處理的不銹鋼進行表面預(yù)處理；所述表面預(yù)處理包括酸洗除油和打磨；

S2.電解拋光：在室溫條件下，將表面清理后的不銹鋼作為陽極，石墨電極作為陰極，以30wt.％～50wt.％的H₂SO₄和50wt.％～70wt.％的H₃PO₄的混合溶液為電解拋光液，在電壓為10～40V，拋光時間為2～5min；

S3.電化學(xué)擴孔：將步驟S2的電解拋光后的不銹鋼作為陽極，石墨電極作為陰極，放置在體積分數(shù)為5％～10％的HClO₄和90％～95％的(CH₂OH)₂的混合液中，工作電壓為10～40V，溫度為-10～0℃，反應(yīng)8～15min；得到表面具有納米孔的不銹鋼。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述不銹鋼基耐蝕耐磨涂層結(jié)構(gòu)，其特征在于，步驟S2和步驟S3中，所述不銹鋼與石墨的間距為250mm～1000mm。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述不銹鋼基耐蝕耐磨涂層結(jié)構(gòu)，其特征在于，步驟S2和步驟S3中，所述不銹鋼(陽極)與石墨電極(陰極)的浸入液體中工作面積之比為1:1～2.5。

6.一種根據(jù)權(quán)利1～5任意一項所述不銹鋼基耐蝕耐磨涂層結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

Y1.制備Ni-Cu/MC或Ni-Cu/NS₂涂層

Y11.將表面具有納米孔的不銹鋼放置在Ni-Cu電鍍液中進行電鍍，所述電鍍液由80～120g/L硫酸鎳、15～30g/L硫酸銅、80～100g/L檸檬酸鈉、15～30g/L氯化鈉，20～40g/L硼酸配置而成，所述電鍍液的pH為4.0～6.0；將電鍍液添加0.1～10g/L的MC或NS₂耐磨粒子，耐磨粒子均勻分散在電鍍液中；使不銹鋼表面得到含量30wt.％銅的Ni-Cu/MC或Ni-Cu/NS₂層；

Y12.將獲得的Ni-Cu/MC或Ni-Cu/NS₂層進行熱處理，所述熱處理溫度為300～400℃，保溫2～4h；得到帶有Ni-Cu/MC或Ni-Cu/NS₂涂層的不銹鋼；

Y2.制備納米(Ni-Cu/MC或Ni-Cu/NS₂)+(PTFE/MC或PTFE/NS₂)涂層

Y21.配置10wt.％～30wt.％的PTFE懸濁液，添加2～8g/L的MC或者10～15g/L的NS₂粘接劑，得到復(fù)合懸濁液；

Y22.將配置好的復(fù)合懸濁液超聲波分散2～4h，超聲波功率采用25～40KHz；

Y23.將帶有Ni-Cu/MC或Ni-Cu/NS₂涂層的不銹鋼浸入懸濁液中，浸沒10～30min；干燥10～30min后，繼續(xù)浸入，反復(fù)多次；得到具有納米(Ni-Cu/MC或Ni-Cu/NS₂)+(PTFE/MC或PTFE/NS₂)涂層的不銹鋼；

Y33.將獲得的具有納米(Ni-Cu/MC或Ni-Cu/NS₂)+(PTFE/MC或PTFE/NS₂)涂層的不銹鋼置于熱處理爐中，300℃～350℃加熱流平固化處理，獲得不銹鋼基耐蝕耐磨涂層。