[發明專利]一種增強鋁電解陰極鋼棒耐腐蝕性能的表面處理工藝

在審

• 申請號: 201911149766.5
• 申請日: 2019-11-21
• 公開（公告）號: CN110819989A
• 公開（公告）日: 2020-02-21
• 發明（設計）人: 李濤;譚敏;商志強;嚴建川;侯青青;高福朋;周強;郭曉培;朱玉麟;崔賀楠
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: C23C28/00
• 分類號: C23C28/00;C25C3/08
• 代理公司: 重慶晟軒知識產權代理事務所(普通合伙) 50238
• 代理人: 王海鳳

1.一種增強鋁電解陰極鋼棒耐腐蝕性能的表面處理工藝，其特征在于，包括以下步驟：

預處理：采用預設方法對待處理鋼棒的表面進行預處理，制備待用鋼棒；

鍍鈦：通過預設方法對所述待用鋼棒進行鍍鈦處理，制備鍍鈦鋼棒；

高溫鍍硼：采用預設方法對所述鍍鈦鋼棒進行鍍硼處理，制備帶有梯度功能材料層的鋼棒。

2.根據權利要求1所述的增強鋁電解陰極鋼棒耐腐蝕性能的表面處理工藝，其特征在于，采用預設方法對待處理鋼棒的表面進行預處理，制備待用鋼棒具體包括以下步驟：

采用鋼刷刷洗、砂紙打磨等方法對預置的待處理鋼棒的表面進行初步處理；

通過除油液對所述初步處理后的鋼棒進行清洗除油處理；

采用浸蝕液對所述清洗除油后的鋼棒進行酸洗處理；

對所述酸洗處理后的鋼棒進行清洗吹干處理，并將所述清洗吹干后的鋼棒作為待用鋼棒。

3.根據權利要求1所述的增強鋁電解陰極鋼棒耐腐蝕性能的表面處理工藝，其特征在于，通過預設方法對所述待用鋼棒進行鍍鈦處理，制備鍍鈦鋼棒具體包括以下步驟：采用磁控濺射法、離子注入、物理氣相沉積、激光選區熔化、電火花沉積等技術在所述待用鋼棒的表面形成一層厚度約5～100μm的鈦層，得到鍍鈦鋼棒。

4.根據權利要求1所述的增強鋁電解陰極鋼棒耐腐蝕性能的表面處理工藝，其特征在于，采用預設方法對所述鍍鈦鋼棒進行鍍硼處理，制備帶有梯度功能材料層的鋼棒具體包括以下步驟：在850～1100℃的溫度下，通過激光選區熔化、電火花沉積、鹽浴滲硼、熔鹽電鍍等技術對所述鍍鈦鋼棒進行鍍硼處理得到鍍硼鋼棒，并放置0.5～4h，以使硼向內擴散，得到帶有Ti-TiB-TiB₂梯度功能材料層的鋼棒。

5.一種增強鋁電解陰極鋼棒耐腐蝕性能的表面處理工藝，其特征在于，包括以下步驟：

預處理：采用預設方法對待處理鋼棒的表面進行預處理，制備待用鋼棒；

鍍鈦：通過預設方法對所述待用鋼棒進行鍍鈦處理，制備鍍鈦鋼棒；

低溫鍍硼：采用預設方法對所述鍍鈦鋼棒進行鍍硼處理，制備鍍硼鋼棒；

梯度功能材料層的制備：將所述鍍硼鋼棒置于預設溫度的保護氛圍中放置，制備帶有梯度功能材料層的鋼棒。

6.根據權利要求5所述的增強鋁電解陰極鋼棒耐腐蝕性能的表面處理工藝，其特征在于，采用預設方法對待處理鋼棒的表面進行預處理，制備待用鋼棒具體包括以下步驟：

采用鋼刷刷洗、砂紙打磨等方法對預置的待處理鋼棒的表面進行初步處理；

通過除油液對所述初步處理后的鋼棒進行清洗除油處理；

采用浸蝕液對所述清洗除油后的鋼棒進行酸洗處理；

對所述酸洗處理后的鋼棒進行清洗吹干處理，并將所述清洗吹干后的鋼棒作為待用鋼棒。

7.根據權利要求5所述的增強鋁電解陰極鋼棒耐腐蝕性能的表面處理工藝，其特征在于，通過預設方法對所述待用鋼棒進行鍍鈦處理，制備鍍鈦鋼棒具體包括以下步驟：采用磁控濺射法、離子注入、物理氣相沉積、激光選區熔化、電火花沉積等技術在所述待用鋼棒的表面形成一層厚度約5～100μm的鈦層，得到鍍鈦鋼棒。

8.根據權利要求5所述的增強鋁電解陰極鋼棒耐腐蝕性能的表面處理工藝，其特征在于，采用預設方法對所述鍍鈦鋼棒進行鍍硼處理，制備鍍硼鋼棒具體包括以下步驟：通過激光選區熔化、電火花沉積、鹽浴滲硼、熔鹽電鍍等技術在所述鍍鈦鋼棒表面形成一層厚度約5～100μm的硼層，得到鍍硼鋼棒。

9.根據權利要求5所述的增強鋁電解陰極鋼棒耐腐蝕性能的表面處理工藝，其特征在于，將所述鍍硼鋼棒置于預設溫度的保護氛圍中放置，制備帶有梯度功能材料層的鋼棒具體包括以下步驟：將所述鍍硼鋼棒置于850～1100℃的保護氛圍內并放置0.5～4h，以使硼向內擴散，由外至內形成TiB₂-TiB-Ti-鋼基的梯度功能材料層，得到帶有梯度功能材料層的鋼棒。

10.根據權利要求5所述的增強鋁電解陰極鋼棒耐腐蝕性能的表面處理工藝，其特征在于，所述保護氛圍為氬氣保護或真空環境下，且在制備所述梯度功能材料層時升溫速率最大為10℃/min。