[發明專利]一種制備鐵基材料鋅系合金機械結合改性層的方法

在審

• 申請號: 201811503265.8
• 申請日: 2018-12-10
• 公開（公告）號: CN109628875A
• 公開（公告）日: 2019-04-16
• 發明（設計）人: 高玉魁;王瑞
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: C23C10/28
• 分類號: C23C10/28;C23C26/00
• 代理公司: 上?？剖⒅R產權代理有限公司 31225
• 代理人: 陳亮

本發明涉及一種制備鐵基材料鋅系合金機械結合改性層的方法，對鐵基材料進行噴丸處理；對清理好的鐵基材料的表面附著鋅箔材料；對附著有鋅箔材料的鐵基材料進行加熱處理；對加熱后的材料進行噴丸處理；將附著鋅箔材料的材料再次進行噴丸處理，形成改性層。本發明能提高金屬材料在大氣、水、硫化氫及一些有機介質中的抗腐蝕能力，可以使制件表面獲得比電鍍鋅和熱鍍鋅高的硬度和耐磨性；處理溫度較低從而可以保持鐵基材料的力學性能，并且鐵基材料的形變量很??；滲鋅層與基體為冶金結合，很難發生剝落，而且滲鋅層與鐵的電位差，比鋅與鐵的電位差小，作為陽極性保護層，改性層具有更好的保護效果。

技術領域

本發明涉及表面工程技術領域，尤其是涉及一種制備鐵基材料鋅系合金機械結合改性層的方法。

背景技術

在各種設施建設中金屬構件被大范圍的應用，金屬在周圍介質的影響之下會發生化學或者電化學反應，使金屬材料受到損害，這就是金屬腐蝕，腐蝕會影響金屬構件的外觀、降低其力學性能并且影響其使用壽命。尤其是在海洋開發、礦山采礦、交通建設及基礎設施等設備所處的戶外環境，條件惡劣諸如酸性環境、浸泡環境，會使得金屬腐蝕現象更為嚴重。如果金屬結構件被腐蝕，導致其強度下降，引起損壞，除了零件本身的維修損失，還有可能造成更嚴重的經濟損失甚至人員傷亡。

研究人員在過去長久研究中已開發了許多金屬涂層的表面防腐蝕處理工藝來解決金屬腐蝕的問題，如熱浸鍍鋅涂層、含鋅粉涂料涂層、電鍍鋅及一些鋅合金涂層和化學轉化涂層等表面防腐蝕技術。在作為鋼鐵構件的防腐材料應用金屬鋅時，發現其具有良好的耐腐蝕性能、與基體的結合強度高、材料的熔點低、易于進行涂覆，并且在鍍層破損后可以作為陽極來保護陰極，起到電化學保護的作用等特點，因此采用鋅作為保護涂層材料來對金屬材料進行防腐保護，是目前應用最多最廣泛的工藝方法。

但是在現有技術中，熱浸鍍鋅、電鍍鋅及熱噴涂鋅是在基體表面形成純鋅層，而鋅-鐵合金層與鐵基體的電位差小于純鋅層與基體之間的電位差，所以鋅-鐵合金層在作為陽極保護陰極時，由于電位差小電化學反應的速度與純鋅層相比更慢。因此純鋅層沒有鋅-鐵合金層能夠起到更長時間的犧牲陽極保護作用。鍍層厚度均勻性不好，甚至出現漏鍍現象。鍍層與基體的結合強度較低，耐磨損的能力較差。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種制備鐵基材料鋅系合金機械結合改性層的方法。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種制備鐵基材料鋅系合金機械結合改性層的方法，采用以下步驟：

(1)對鐵基材料進行噴丸處理，去除表面的銹及雜質；

(2)對清理好的鐵基材料的表面附著鋅箔材料；

(3)對附著有鋅箔材料的鐵基材料進行加熱處理；

(4)對加熱后的材料進行噴丸處理，使鋅箔材料粘附于鐵基材料上；

(5)將附著鋅箔材料的材料再次進行噴丸處理，使鐵基材料在表層與鋅系材料形成改性層。

步驟(1)中鐵基材料在氣壓0.7MPa進行噴丸處理，采用鋼丸的粒徑為0.8mm，規格為G2，硬度為HV450-550。

步驟(2)中所述鋅箔材料的厚度為15-30um。

步驟(3)中通過電加熱裝置進行加熱處理，將附著有鋅箔材料的鐵基材料加熱至300-350℃。

步驟(4)進行噴丸處理的氣壓為0.2MPa，溫度為300-350℃，采用的鋼丸的粒徑為0.8mm，規格為G2，硬度為HV450-550。

步驟(5)進行噴丸處理的氣壓為0.2-0.4MPa，溫度為250-400℃，采用的鋼丸的粒徑為0.8mm，規格為G2，硬度為HV450-550。