高耐蝕的鋼基表面復(fù)合鍍層材料制造技術(shù)

本實用新型專利技術(shù)涉及復(fù)合鍍層材料，具體地說是一種高耐蝕的鋼基表面復(fù)合鍍層材料。包括碳鋼基體和碳鋼基體表面的化學(xué)鍍復(fù)合鍍層，碳鋼基體表面的化學(xué)鍍復(fù)合鍍層結(jié)構(gòu)由內(nèi)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。其中Ni-P鍍層具有優(yōu)良的防腐蝕性；由于納米SiO2的加入，Ni-P-納米SiO2鍍層可以顯著提高Ni-P鍍層的硬度；三元合金鍍層Ni-Zn-P鍍層中Zn的加入可以明顯提高耐蝕性，發(fā)生腐蝕時Zn優(yōu)先于Ni和碳鋼基體腐蝕，保護(hù)了基體材料。因此，本實用新型專利技術(shù)提高了碳鋼的耐蝕耐磨性能，擴(kuò)大了碳鋼的應(yīng)用范圍，尤其在工業(yè)、海洋等苛刻腐蝕環(huán)境中的應(yīng)用。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本技術(shù)涉及復(fù)合鍍層材料，具體地說是一種高耐蝕的鋼基表面復(fù)合鍍層材料。
技術(shù)介紹
復(fù)合鍍層技術(shù)是改善材料表面性能的有效途徑之一，而且復(fù)合鍍層技術(shù)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(nèi)部性質(zhì)等優(yōu)點，因而在材料的研究和開發(fā)中占有重要地位。鋼鐵材料的失效大多發(fā)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(jié)構(gòu)和性能極其敏感，材料表面的結(jié)構(gòu)和性能直接影響鋼鐵材料的整體性能。復(fù)合鍍技術(shù)作為材料表面強(qiáng)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(guān)注。化學(xué)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(xué)性能，已經(jīng)在材料、機(jī)械、化工等工業(yè)領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。但是，隨著科技的發(fā)展及現(xiàn)代工業(yè)的飛速前進(jìn)，Ni-P二元合金鍍層的性能已不能夠滿足各行業(yè)對材料日益增長的需要，故在二元合金鍍層的基礎(chǔ)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(dǎo)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(qiáng)。在化學(xué)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(fù)雜的各種工件上，其導(dǎo)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(xué)的發(fā)展為復(fù)合鍍層的發(fā)展帶來了新的機(jī)遇。通過在化學(xué)鍍液中加入納米粒子來制備納米復(fù)合鍍層，其用途更加多樣化，具有良好的應(yīng)用前景。納米顆粒作為第二相粒子對鍍層有強(qiáng)化作用，顆粒越細(xì)，強(qiáng)化作用越強(qiáng)。通過化學(xué)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(fù)合鍍層在熱穩(wěn)定性、耐磨性和硬度等方面可以進(jìn)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(fù)合鍍層材料，擴(kuò)大其應(yīng)用范圍，尤其在工業(yè)、海洋等苛刻腐蝕環(huán)境中的應(yīng)用尤為重要。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本技術(shù)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(fù)合鍍層材料，擴(kuò)大了碳鋼的應(yīng)用范圍，尤其在工業(yè)、海洋等苛刻腐蝕環(huán)境中的應(yīng)用。為了實現(xiàn)上述目的，本技術(shù)采用的技術(shù)方案是：一種高耐蝕的鋼基表面復(fù)合鍍層材料，包括碳鋼基體和碳鋼基體表面的化學(xué)鍍復(fù)合鍍層，碳鋼基體表面的化學(xué)鍍復(fù)合鍍層結(jié)構(gòu)由內(nèi)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(shù)方案的本技術(shù)，與現(xiàn)有技術(shù)相比，其優(yōu)點和有益效果是：Ni-P鍍層是具有優(yōu)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(fā)生腐蝕時Zn優(yōu)先于Ni和碳鋼基體腐蝕，保護(hù)了Ni-P鍍層和基體材料。復(fù)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(yōu)點，內(nèi)層Ni-P鍍層起到與鋼基結(jié)合強(qiáng)度高和耐蝕性的作用。因此，本技術(shù)提供了一種高耐蝕性、高耐磨性和高硬度的鋼基表面復(fù)合鍍層材料，擴(kuò)大了碳鋼的應(yīng)用范圍，尤其在工業(yè)、海洋等苛刻腐蝕環(huán)境中的應(yīng)用。作為優(yōu)選，本技術(shù)更進(jìn)一步的技術(shù)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(nèi)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是本技術(shù)實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖中：1-碳鋼基體；2-內(nèi)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(jié)合附圖給出的實施例對本技術(shù)作進(jìn)一步闡述，但實施例不對本技術(shù)構(gòu)成任何限制。參見圖1，一種高耐蝕的鋼基表面復(fù)合鍍層材料，由碳鋼基體1和碳鋼基體1表面的復(fù)合鍍層構(gòu)成，碳鋼基體1選取Q235低碳鋼，大小為20×25×0.9mm3；復(fù)合鍍層結(jié)構(gòu)由內(nèi)到外依次為：內(nèi)層Ni-P鍍層2、Ni-P-納米SiO2鍍層3、Ni-Zn-P鍍層4，外層Ni-P鍍層5；內(nèi)外Ni-P鍍層2位于碳鋼基體1表面，外層Ni-P鍍層5緊鄰Ni-Zn-P鍍層4。本實施例中，內(nèi)層Ni-P鍍層2為5～10μm，Ni-P-納米SiO2鍍層3為10～20μm，Ni-Zn-P鍍層4為10～20μm，外層Ni-P鍍層5為5～10μm；復(fù)合鍍層總厚度為30～50μm；鍍層硬度為600～800HV，耐鹽霧試驗時間超過180小時。以上所述僅為本技術(shù)較佳可行的實施例而已，并非因此局限本技術(shù)的權(quán)利范圍，凡運用本技術(shù)說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)變化，均包含于本技術(shù)的權(quán)利范圍之內(nèi)。本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點】
一種高耐蝕的鋼基表面復(fù)合鍍層材料，包括碳鋼基體和碳鋼基體表面的化學(xué)鍍復(fù)合鍍層，其特征在于：碳鋼基體表面的化學(xué)鍍復(fù)合鍍層結(jié)構(gòu)由內(nèi)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。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種高耐蝕的鋼基表面復(fù)合鍍層材料，包括碳鋼基體和碳鋼基體表面的化學(xué)鍍復(fù)合鍍層，其特征在于：碳鋼基體表面的化學(xué)鍍復(fù)合鍍層結(jié)構(gòu)由內(nèi)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。
2.按照權(quán)利要求1所述的高耐蝕的鋼基表面復(fù)合鍍層材料，其特征在于：Ni...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：趙丹，徐旭仲，
申請(專利權(quán))人：華北理工大學(xué)，
類型：新型
國別省市：河北;13