高耐蝕的鋼基表面復(fù)合鍍層材料的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及復(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。
【背景技術(shù)】
[0002]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(diǎn)，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。
[0003]化學(xué)鍍N1-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)，N1-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N1-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N1-P的合金鍍液中加入適量的鋅鹽(硫酸鋅、氯化鋅)，可得到N1-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尚。
[0004]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N1- 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。
[0005]因此，提尚鋼鐵材料的表面性能，得到尚耐蝕性、尚耐磨性和尚硬度的鋼基表面復(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。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]本實(shí)用新型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。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:
[0008]—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= N1-P鍍層、N1-P-納米S12鍍層、N1-Zn-P鍍層和N1-P鍍層。
[0009]采用上述技術(shù)方案的本實(shí)用新型，與現(xiàn)有技術(shù)相比，其優(yōu)點(diǎn)和有益效果是:
[0010]N1-P鍍層是具有優(yōu)良防腐蝕性能鍍層;緊鄰N1-P鍍層的N1-P-納米S12鍍層，由于納米S12的加入，顯著提高N1-P鍍層的硬度，增加耐磨性;三元合金鍍層N1-Zn-P鍍層中Zn的加入起到犧牲陽極的作用，發(fā)生腐蝕時(shí)Zn優(yōu)先于Ni和碳鋼基體腐蝕，保護(hù)了N1-P鍍層和基體材料。復(fù)合鍍層采用N1-P鍍層、N1-P-納米S12鍍層、N1-Zn-P鍍層和N1-P鍍層的順序，外層N1-P鍍層和N1-Zn-P鍍層具有高耐蝕性，中間層N1-P-納米S12鍍層具備高硬度、耐磨性和耐蝕性好的優(yōu)點(diǎn)，內(nèi)層N1-P鍍層起到與鋼基結(jié)合強(qiáng)度高和耐蝕性的作用。因此，本實(shí)用新型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。
[0011 ]作為優(yōu)選，本實(shí)用新型更進(jìn)一步的技術(shù)方案是:
[0012]所述的N1-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N1-Zn-P鏈層。
[0013]所述的內(nèi)層和最外層N1-P鍍層厚度為5?ΙΟμπι。
[0014]所述的N1-P-納米S12鍍層厚度為10?20_。
[0015]所述的N1-Zn-P鍍層厚度為10?20μπι。
【附圖說明】
[0016]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖中:1-碳鋼基體;2-內(nèi)層N1-P鍍層;3-N1-P-納米S12鍍層;4-N1-Zn-P鍍層，5-外層N1-P鍍層。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖給出的實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步闡述，但實(shí)施例不對本實(shí)用新型構(gòu)成任何限制。
[0019]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I和碳鋼基體I表面的復(fù)合鍍層構(gòu)成，碳鋼基體I選取Q235低碳鋼，大小為20 X 25X0.9mm3;復(fù)合鍍層結(jié)構(gòu)由內(nèi)到外依次為:內(nèi)層N1-P鍍層2、N1-P-納米S12鍍層3、N1-Zn-P鍍層4，外層N1-P鍍層5;內(nèi)外N1-P鍍層2位于碳鋼基體I表面，外層N1-P鍍層5緊鄰N1-Zn-P鍍層4。
[0020]本實(shí)施例中，內(nèi)層N1-P鍍層2為5?10ym，N1-P-納米S12鍍層3為10?20ym，N1-Zn-P鍍層4為10?20μπι，外層N1-P鍍層5為5?ΙΟμπι;復(fù)合鍍層總厚度為30?50μπι;鍍層硬度為600?800HV，耐鹽霧試驗(yàn)時(shí)間超過180小時(shí)。
[0021]以上所述僅為本實(shí)用新型較佳可行的實(shí)施例而已，并非因此局限本實(shí)用新型的權(quán)利范圍，凡運(yùn)用本實(shí)用新型說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)變化，均包含于本實(shí)用新型的權(quán)利范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
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:N1-P鍍層、N1-P-納米S12鍍層、N1-Zn-P鍍層和N1-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:N1-P鍍層的厚度分別為5?ΙΟμπι。3.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:所述的N1-P-納米S12鍍層厚度為10?20μπι。4.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:所述的N1-Zn-P鍍層厚度為10?20μηι。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及復(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(shí)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(shí)用新型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。
【IPC分類】C23C18/32, C23C18/50
【公開號】CN205347570
【申請?zhí)枴緾N201620014961
【發(fā)明人】趙丹, 徐旭仲
【申請人】華北理工大學(xué)
【公開日】2016年6月29日
【申請日】2016年1月8日