專利名稱：一種用于制備具有梯度復(fù)合鍍層的化學(xué)鍍工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種梯度復(fù)合鍍層化學(xué)鍍工藝，特別適用于制備耐腐蝕鍍層和耐磨鍍層。
背景技術(shù)：
換熱元件的表面腐蝕是介質(zhì)的沖刷和介質(zhì)中化學(xué)物質(zhì)侵蝕綜合作用的結(jié)果。由于換熱器常用水做為熱交換介質(zhì)，因此水的腐蝕不容忽視。水的腐蝕主要是由于水中PH值降低，水汽滲透，溶解氧的存在以及水中有害的(Cl-，S2-等)陰離子侵蝕而引起的化學(xué)或電化學(xué)腐蝕，因此換熱元件表面防腐要求防腐表面具有良好的附著力、導(dǎo)熱性、耐溫變性和較大的硬度。
化學(xué)鍍技術(shù)可以解決換熱元件的防腐問題，但是其施鍍工藝比較復(fù)雜，多種因素影響鍍層的質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種制備具有梯度復(fù)合鍍層的化學(xué)鍍工藝，利用這種工藝制備的鍍層具有優(yōu)良的耐腐蝕性和耐磨性。
本發(fā)明的工藝流程是用于制備具有梯度復(fù)合鍍層的化學(xué)鍍工藝，該工藝分三步施鍍，并在前兩次施鍍后進(jìn)行熱處理，在基體上形成疏密相間的梯度鍍層，施鍍工藝為第一步施鍍工藝參數(shù)為穩(wěn)定劑鍍速控制在6～8μm/h，施鍍時(shí)間60分鐘，PH值控制在4.3±1，溫度控制在75±2℃；第二步施鍍工藝參數(shù)為鍍速控制在11～13μm/h，施鍍時(shí)間根據(jù)設(shè)計(jì)鍍層厚度確定，PH值控制在4.7±1，溫度控制在83±2℃；第三步施鍍工藝參數(shù)為鍍速控制在7～9μm/h，施鍍時(shí)間60分鐘，PH值控制在4.3±1，溫度控制在80±2℃。
用于制備具有梯度復(fù)合鍍層的化學(xué)鍍工藝，在前兩次施鍍后進(jìn)行熱處理，第一次熱處理工藝參數(shù)為溫度控制在200±5℃，時(shí)間90分鐘；第二次熱處理工藝參數(shù)為溫度控制在300±5℃，時(shí)間90分鐘。
首先，進(jìn)行對(duì)鍍件進(jìn)行鍍前預(yù)處理。嚴(yán)格按照化學(xué)鍍的鍍前處理工藝處理完畢，為下步化學(xué)鍍作準(zhǔn)備。
其次，實(shí)施低磷低速鍍，在鍍件上鍍上一層薄而致密的鍍層。鍍速控制在6～8μm/h，施鍍時(shí)間60分鐘，PH值控制在4.3±1，溫度控制在75±2℃。
第三步，進(jìn)行第一次熱處理，除去鍍層中殘留的氫氣和侵入基體的氫氣、消除內(nèi)應(yīng)力、均細(xì)晶粒。熱處理溫度控制在200±5℃，時(shí)間90分鐘。
第四步，配制高磷化學(xué)鍍液，提高鍍速，實(shí)行高速鍍，鍍速控制在11～13μm/h，施鍍時(shí)間控制在90分鐘，PH值控制在4.7±1，溫度控制在83±2℃。
第五步，進(jìn)行第二次熱處理，除去鍍層中殘留的氫氣和侵入基體中的氫氣、消除內(nèi)應(yīng)力、均細(xì)晶粒。熱處理溫度控制在300±5℃，時(shí)間90分鐘。
第六步，實(shí)施第三層化學(xué)鍍，再在第二層鍍層上鍍上一層薄而致密的鍍層，同時(shí)添加SiC和Al2O3顆粒，提高耐磨性能。配制低磷化學(xué)鍍液，控制鍍速，實(shí)行低速鍍，鍍速控制在7～9μm/h，施鍍時(shí)間60分鐘，PH值控制在4.3±1，溫度控制在80±2℃。
經(jīng)以上步驟處理，可以在Φ20×3的Q235B碳鋼管上，得到鍍層厚度為30μm左右，且鍍層呈密-疏-密的梯度分布鍍層。
本發(fā)明的特點(diǎn)是經(jīng)以上步驟處理，可以在基體上形成疏密相間的梯度鍍層，鍍層具有優(yōu)良的耐腐蝕性和耐磨性。其優(yōu)點(diǎn)是鍍層與基體附著力強(qiáng)、鍍層間結(jié)合緊密、后一鍍層可以彌補(bǔ)前面鍍層缺陷、基體中沒有氫氣殘留、鍍層中沒有直通基體的孔隙、外層鍍層致密且含有耐磨顆粒，兩次熱處理可以除去氫氣、消除內(nèi)應(yīng)力、均細(xì)晶粒，添加SiC和Al2O3顆粒可以提高耐磨性能。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施案例1在Φ20×3的Q235B碳鋼管上，制備鍍層厚度為30μm左右的換熱管。具體實(shí)施步驟首先，對(duì)鍍件進(jìn)行鍍前預(yù)處理，為下步化學(xué)鍍作準(zhǔn)備。
其次，實(shí)施低磷低速鍍，在鍍件上鍍上一層薄而致密的鍍層。主要原料配比為硫酸鎳30g/L，次亞磷酸鈉35g/L，乙酸鈉15g/L，乳酸鈉(88％)15ml，硫酸銨15g/L，穩(wěn)定劑(硫脲)不超過4mg/L。工藝參數(shù)為鍍速控制在6～8μm/h，施鍍時(shí)間60分鐘，PH值控制在4.3±1，溫度控制在75±2℃。
第三步，進(jìn)行第一次熱處理，除去鍍層中殘留的氫氣和侵入基體的氫氣、消除內(nèi)應(yīng)力、均細(xì)晶粒。熱處理溫度控制在200±5℃，時(shí)間90分鐘。
第四步，實(shí)施第二層化學(xué)鍍，為提高施鍍效率，在第一層鍍層基礎(chǔ)上，快速度上比較厚的鍍層，施鍍層厚度接近設(shè)計(jì)值。配制高磷化學(xué)鍍液，提高鍍速，實(shí)行高速鍍。主要原料配比為硫酸鎳26g/L，次亞磷酸鈉30g/L，乳酸9g/L，甘氨酸4g/L，EDTA二鈉6g/L。工藝參數(shù)為鍍速控制在11～13μm/h，施鍍時(shí)間根據(jù)設(shè)計(jì)鍍層厚度確定，PH值控制在4.7±1，溫度控制在83±2℃。
第五步，進(jìn)行第二次熱處理，除去鍍層中殘留的氫氣和侵入基體中的氫氣、消除內(nèi)應(yīng)力、均細(xì)晶粒。熱處理溫度控制在300±5℃，時(shí)間90分鐘。
第六步，實(shí)施第三層化學(xué)鍍，再在第二層鍍層上鍍上一層薄而致密的鍍層，同時(shí)添加SiC和Al2O3顆粒，提高耐磨性能。配制低磷化學(xué)鍍液，控制鍍速，實(shí)行低速鍍。主要原料配比為硫酸鎳30g/L，次亞磷酸鈉35g/L，乙酸鈉15g/L，乳酸鈉(88％)15ml，硫酸銨15g/L，丁二酸6g/L，穩(wěn)定劑(硫脲)不超過4mg/L，SiC 8g/L，Al2O310g/L。工藝參數(shù)為鍍速控制在7～9μm/h，施鍍時(shí)間60分鐘，PH值控制在4.3±1，溫度控制在80±2℃。
實(shí)施案例2在Φ20×3的Q235B碳鋼管上，制備鍍層厚度為40μm左右的換熱管。如實(shí)施案例1所述，所不同的是在步驟四中，把施鍍時(shí)間提高30分鐘，即施鍍時(shí)間達(dá)到120分鐘即可。
權(quán)利要求
1.一種用于制備具有梯度復(fù)合鍍層的化學(xué)鍍工藝，其特征是該工藝分三步施鍍，并在前兩次施鍍后進(jìn)行熱處理，在基體上形成疏密相間的梯度鍍層，施鍍工藝為第一步施鍍工藝參數(shù)為穩(wěn)定劑鍍速控制在6～8μm/h，施鍍時(shí)間60分鐘，PH值控制在4.3±1，溫度控制在75±2℃；第二步施鍍工藝參數(shù)為鍍速控制在11～13μm/h，施鍍時(shí)間根據(jù)設(shè)計(jì)鍍層厚度確定，PH值控制在4.7±1，溫度控制在83±2℃；第三步施鍍工藝參數(shù)為鍍速控制在7～9μm/h，施鍍時(shí)間60分鐘，PH值控制在4.3±1，溫度控制在80±2℃。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種用于制備具有梯度復(fù)合鍍層的化學(xué)鍍工藝，其特征在于在前兩次施鍍后進(jìn)行熱處理，第一次熱處理工藝參數(shù)為溫度控制在200±5℃，時(shí)間90分鐘；第二次熱處理工藝參數(shù)為溫度控制在300±5℃，時(shí)間90分鐘。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于制備具有梯度復(fù)合鍍層的化學(xué)鍍工藝。該工藝可在化學(xué)鍍的鍍件基體上形成疏密相間的梯度鍍層，鍍層與基體附著力強(qiáng)，鍍層間結(jié)合緊密，后一鍍層可彌補(bǔ)前面鍍層缺陷，鍍層致密，表面鍍層還添加SiC和Al
文檔編號(hào)C23C22/77GK1924099SQ20061006894
公開日2007年3月7日 申請(qǐng)日期2006年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月25日
發(fā)明者張樹生, 程林 申請(qǐng)人:山東大學(xué)