專利名稱：：一種對耐海洋氣候工程零件進行浸鍍的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種對耐海洋氣候工程零件進行浸鍍的方法。
背景技術(shù)：
：隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，應(yīng)用于近海和海洋中的工程裝備越來越多，其服役條件按IS09225環(huán)境評價標(biāo)準(zhǔn)一般〉C5級，屬于極端惡劣環(huán)境。所述環(huán)境大氣多雨、高溫、多鹽霧和強風(fēng)流，裸露在外的零件將受到強烈的大氣腐蝕、電化學(xué)腐蝕以及氣流沖刷侵蝕的綜合作用，各種鋼結(jié)構(gòu)的使用壽命遠(yuǎn)低于一般內(nèi)陸戶外環(huán)境。如在海洋氣候條件下服役的典型工程裝備之一風(fēng)力發(fā)電設(shè)備，由于風(fēng)力發(fā)電機組是利用風(fēng)能發(fā)電，而在海岸線、離岸海洋中具有豐富的風(fēng)力資源，風(fēng)電場的建設(shè)有很大比例是選址在近海岸或離岸海洋中。然而，由于機組的外部構(gòu)件如機艙、引擎罩、塔架等直接裸露于極端的腐蝕大氣中，采用常規(guī)的防護措施，往往僅數(shù)個月便產(chǎn)生嚴(yán)重的腐蝕，這帶來了巨大的損失，據(jù)統(tǒng)計，海洋腐蝕的損失約占總腐蝕損失的1/3，不僅如此，因為海洋腐蝕帶來的事故更是無法計算損失。如1969年日本一艘5萬噸級礦石專用運輸船，因為腐蝕脆性破壞而突然沉沒。因此，加強腐蝕控制、減少金屬材料的損耗，避免設(shè)備在海洋環(huán)境中遭到過早的或意外的損壞，有著非常重要的戰(zhàn)略意義?，F(xiàn)代表面工程技術(shù)的快速發(fā)展，為鋼鐵表面的腐蝕防護提供了多種解決方法，如電鍍、化學(xué)鍍、熱噴涂、氣相沉積等。然而，電鍍和化學(xué)鍍的鍍層太薄，一般只有幾個微米，而涂層的本身硬度太低難以抵抗含顆粒氣流沖刷。熱噴涂雖然具有涂層厚度大、操作簡便等優(yōu)點，但被防護的零件的表面形狀、尺寸控制較難，不適于任意形狀的零件。而氣相沉積成本高、難以處理大面積零件，且涂層本身厚度薄、存在針孔而且在鹽霧中C1—的侵蝕下會發(fā)生快速腐蝕。因此，研發(fā)行之有效的在耐海洋氣候工程零件表面防腐處理的新工藝，已成為迫切需求。
發(fā)明內(nèi)容針對現(xiàn)有技術(shù)中這些問題，本發(fā)明提供一種對耐海洋氣候工程零件進行浸鍍的方法，從而徹底解決了現(xiàn)在技術(shù)中存在的問題。本發(fā)明提供的對耐海洋氣候工程零件進行浸鍍的方法，包括第一步對零件表面進行除銹處理；第二步對零件進行表面活化處理；第三步將零件放在氣氛保護爐內(nèi)預(yù)熱；第四步將經(jīng)預(yù)熱的零件浸入鍍液中，浸沒過程中對零件施以旋轉(zhuǎn)，其中所述鍍液主要由Zn、Al、Si、RE和微合金元素組成，所述微合金元素選自Mg、Ti、Ni中的一種或任意幾種，并且各組成成份占鍍液總質(zhì)量百分比為Zn:3558%，Si:0.34.0%，RE:0.021.0%，微合金元素總的含量0.016.0%，Al:余量。優(yōu)選的，其中第一步的除銹處理是先將零件清洗、除油后，通過酸洗進行除銹處理，再去離子水漂洗。優(yōu)選的，其中第二步中表面活化處理的處理溫度為4060°C，時間為3040min，所述表面活化處理的活化液的配方為優(yōu)選的，其中第三步中將所述零件放在氣氛保護爐內(nèi)經(jīng)50065(TC預(yù)熱1020分鐘。優(yōu)選的，其中第四步中將經(jīng)預(yù)熱的零件浸入鍍液中浸沒15分鐘。優(yōu)選的，其中第四步中所述鍍液中還添加了納米氧化物顆粒增強劑，所述納米氧化物顆粒增強劑的含量占總的質(zhì)量百分比0.011.0%。更優(yōu)選的，其中所述納米氧化物顆粒增強劑的平均粒徑為1560nm。更優(yōu)選的，其中所述納米氧化物顆粒增強劑選自Ti02、Ce02中的一種或兩種。優(yōu)選的，其中第四步中所述鍍液中所述微合金元素中各組成成份的具體加入量占總質(zhì)量百分比為:Mg:0.15.0%，Ti:0.010.5%，Ni:0.13.0%。優(yōu)選的，其中第四步中所述鍍液各組成成份占鍍液總質(zhì)量百分比為Zn:4050%，Si:13.0%，RE:0.30.8%，微合金元素總的含量0.54.0%，Al:余量。采用本發(fā)明的活化液對零件進行表面活化處理，基本消除了對零件產(chǎn)生腐蝕的風(fēng)險，另外，由于本發(fā)明采用的活化液替代了現(xiàn)有技術(shù)中氟硼酸或氫氟酸的使用，因此對環(huán)境的污染小，更加環(huán)保、節(jié)能，并且本發(fā)明采用的活化液穩(wěn)定性高，沉積速度較快，可進一步提高其耐腐蝕性能。另一方面，本發(fā)明在浸鍍前，將浸鍍的部件放入氣氛保護爐內(nèi)預(yù)熱一段時間，從而減小了涂層與基體材料之間的力學(xué)性能失配，使涂層即使在接觸微動載荷作用下也不剝落。再者，本發(fā)明浸鍍鍍液形成的涂層，抵抗大氣腐蝕、電化學(xué)腐蝕以及氣流沖刷侵蝕能力顯著提高，并且涂層的強度、硬度，抗沖刷性能也都得以顯著提高，另外涂層與基體結(jié)合牢固，完全適用于海洋等極端惡劣的環(huán)境。綜上所述，本發(fā)明的熱浸鍍技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)相比，生產(chǎn)工藝簡化，不僅成本低，而且環(huán)保、節(jié)能。由于不需采用化學(xué)鍍液，因此環(huán)境負(fù)荷也非常小。并且熱浸鍍操作簡便，材料成本低廉，鍍層厚度可調(diào)整范圍廣，涂層與基體結(jié)合牢固，并且能適用于任何形狀、任何尺寸零部件，且涂層的耐蝕、耐磨性好。采用本發(fā)明熱浸鍍技術(shù)處理過的零件，可在海洋氣候條件下賦予其充分耐腐蝕性能和抗沖刷侵蝕性能。具體實施例方式本發(fā)明提供的對耐海洋氣候工程零件進行浸鍍的方法，包括第一步對零件表面進行除銹處理；乙二醇C2H602酸性氟化銨NH4HF2氯化鎳NiCl2_6H2045g/L30g/L硼酸H3B03乳酸C3H60:醋酸C2H40:第二步對零件進行表面活化處理；第三步將零件放在氣氛保護爐內(nèi)預(yù)熱；第四步將經(jīng)預(yù)熱的零件浸入鍍液中，浸沒過程中對零件施以旋轉(zhuǎn)，其中所述鍍液主要由Zn、Al、Si、RE和微合金元素組成，所述微合金元素選自Mg、Ti、Ni中的一種或任意幾種，并且各組成成份占鍍液總質(zhì)量百分比為Zn:3558%，Si:0.34.0%，RE:0.021.0%，微合金元素總的含量0.016.0%，Al:余量。下面，給出本發(fā)明對鋼結(jié)構(gòu)零件進行熱浸鍍以制備耐海洋氣候防腐涂層的一些優(yōu)選的具體實施例，但需要說明的是，下述具體實施例中給出的條件并非是作為必要技術(shù)特征加以描述的，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，完全可以在具體實施方式所列數(shù)值的基礎(chǔ)上進行合理概括和推導(dǎo)。實施例1(1)將零件清洗、除油后，通過酸洗除銹處理，去離子水漂洗。(2)在乙二醇600ml/L，酸性氟化銨45g/L，氯化鎳30g/L，硼酸60g/L，乳酸35m1/L，醋酸230ml/L的混合溶液中活化處理，溫度40°C，時間40min，去離子水漂洗，干燥。(3)將經(jīng)(1)(2)處理的零件放入氣氛保護爐內(nèi)，50(TC預(yù)熱20分鐘。(4)在氣氛保護熔煉爐內(nèi)，將經(jīng)預(yù)熱的鋼零件浸入鍍液中，浸沒1分鐘，浸沒過程中對零件施以旋轉(zhuǎn)。實施例2(1)將零件清洗、除油后，通過酸洗除銹處理，去離子水漂洗。(2)在乙二醇900ml/L，酸性氟化銨25g/L，氯化鎳10g/L，硼酸20g/L，乳酸10m1/L，醋酸70ml/L的混合溶液中活化處理，溫度50°C，時間35min，去離子水漂洗，干燥。(3)將經(jīng)(1)(2)處理的零件放入氣氛保護爐內(nèi)，60(TC預(yù)熱15分鐘。(4)在氣氛保護熔煉爐內(nèi)，將經(jīng)預(yù)熱的鋼零件浸入鍍液中，浸沒3分鐘，浸沒過程中對零件施以旋轉(zhuǎn)。實施例3(1)將零件清洗、除油后，通過酸洗除銹處理，去離子水漂洗。(2)在乙二醇700ml/L，酸性氟化銨35g/L，氯化鎳20g/L，硼酸50g/L，乳酸20m1/L，醋酸180ml/L的混合溶液中活化處理，溫度60°C，時間30min。去離子水漂洗，干燥。(3)將經(jīng)(1)(2)處理的零件放入氣氛保護爐內(nèi)，65(TC預(yù)熱10分鐘。(5)在氣氛保護熔煉爐內(nèi)，將經(jīng)預(yù)熱的鋼零件浸入鍍液中，浸沒5分鐘，浸沒過程中對零件施以旋轉(zhuǎn)。其中，實施例1-3中鍍液的組成和含量如下表1所示，并且需要特別說明的是，表1中僅僅是給出本發(fā)明鍍液的一些優(yōu)選實施例，盡管表1的微合金元素同時包含Mg、Ti、Ni三種元素，但這些并非是作為必要技術(shù)特征加以描述的，本發(fā)明的微合金元素可以選自Mg、Ti、Ni中的任一種、兩種或三種。表1:各組成成份占總重量的質(zhì)量百分比含量(％)5<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>優(yōu)選的，其中所述鍍液中還添加了納米氧化物顆粒增強劑，所述納米氧化物顆粒增強劑的含量占總的質(zhì)量百分比0.011.0%。更優(yōu)選的，其中所述納米氧化物顆粒增強劑的平均粒徑為1560nm。更優(yōu)選的，其中所述納米氧化物顆粒增強劑選自Ti02、Ce02中的一種或兩種。優(yōu)選的，其中所述鍍液各組成成份占鍍液總質(zhì)量百分比為Zn:4050%，Si:13.0%，RE:0.30.8%，微合金元素總的含量0.54.0%，Al:余量。綜上所述，盡管上面列舉了本發(fā)明一些優(yōu)選的實施方式，但本發(fā)明的發(fā)明構(gòu)思并不局限于此，凡在此基礎(chǔ)上，對本發(fā)明進行非實質(zhì)性的改動，均應(yīng)落入本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。權(quán)利要求一種對耐海洋氣候工程零件進行浸鍍的方法，包括第一步對零件表面進行除銹處理；第二步對零件進行表面活化處理；第三步將零件放在氣氛保護爐內(nèi)預(yù)熱；第四步將經(jīng)預(yù)熱的零件浸入鍍液中，浸沒過程中對零件施以旋轉(zhuǎn)，其中所述鍍液主要由Zn、Al、Si、RE和微合金元素組成，所述微合金元素選自Mg、Ti、Ni中的一種或任意幾種，并且各組成成份占鍍液總質(zhì)量百分比為Zn35～58％，Si0.3～4.0％，RE0.02～1.0％，微合金元素總的含量0.01～6.0％，Al余量。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中第一步的除銹處理是先將零件清洗、除油后，通過酸洗進行除銹處理，再去離子水漂洗。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中第二步中表面活化處理的處理溫度為4060°C，時間為3040min，所述表面活化處理的活化液的配方為乙二醇C2H602600900ml/L酸性氟化銨NH4HF22545g/L氯化鎳NiCl2-6H201030g/L硼酸H3B032060g/L乳酸C3H6031035ml/L醋酸C2H40270230ml/L。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中第三步中將所述零件放在氣氛保護爐內(nèi)經(jīng)500650。C預(yù)熱1020分鐘。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中第四步中將經(jīng)預(yù)熱的零件浸入鍍液中浸沒15分鐘。6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中第四步中所述鍍液中還添加了納米氧化物顆粒增強劑，所述納米氧化物顆粒增強劑的含量占總的質(zhì)量百分比0.011.0%。7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中所述納米氧化物顆粒增強劑的平均粒徑為1560歷。8.如權(quán)利要求6所述的方法，其中所述納米氧化物顆粒增強劑選自Ti02、Ce02中的一種或兩種。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述微合金元素中各組成成份的具體加入量占總質(zhì)量百分比為:Mg:0.15.0%，Ti:0.010.5%，Ni:0.13.0%。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中第四步中所述鍍液各組成成份占鍍液總質(zhì)量百分比為Zn:4050%，Si:13.0%，RE:0.30.8%，微合金元素總的含量0.54.0%，Al:余量。全文摘要本發(fā)明涉及一種對耐海洋氣候工程零件進行浸鍍的方法，包括第一步對零件表面進行除銹處理；第二步對零件進行表面活化處理；第三步將零件放在氣氛保護爐內(nèi)預(yù)熱；第四步將經(jīng)預(yù)熱的零件浸入鍍液中，浸沒過程中對零件施以旋轉(zhuǎn)，其中所述鍍液主要由Zn、Al、Si、RE和微合金元素組成，所述微合金元素選自Mg、Ti、Ni中的一種或任意幾種，并且各組成成份占鍍液總質(zhì)量百分比為Zn35～58％，Si0.3～4.0％，RE0.02～1.0％，微合金元素總的含量0.01～6.0％，Al余量，本發(fā)明熱浸鍍技術(shù)處理過的零件，可在海洋氣候條件下賦予其充分耐腐蝕性能和抗沖刷侵蝕性能。文檔編號C23C2/04GK101736228SQ20091026271公開日2010年6月16日申請日期2009年12月28日優(yōu)先權(quán)日2009年12月28日發(fā)明者馮立新,張敏燕,繆強申請人:無錫麟龍鋁業(yè)有限公司