專利名稱：潛艇的表面防腐工藝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
常規(guī)潛艇和核動(dòng)力潛艇在現(xiàn)代化戰(zhàn)爭(zhēng)中的作用日益增大，尤其是現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)使?jié)撏б殉蔀楝F(xiàn)代化海軍不可缺少的裝備，也是一個(gè)國(guó)家海軍軍事實(shí)力的象征。該項(xiàng)目屬于國(guó)防現(xiàn)代化建設(shè)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
由于潛艇長(zhǎng)期潛入海平面以下工作。潛艇表面長(zhǎng)期受到海水的腐蝕和海洋寄生物的侵蝕，潛艇外殼多為優(yōu)質(zhì)合金結(jié)構(gòu)鋼焊接而成，表面應(yīng)力、成份差異、海水、海洋寄生物以及巨大海水壓力的共同作用下潛艇表面很容易被腐蝕，影響潛艇使用壽命，甚至直接危及潛艇的安全。為此潛艇的表面防腐成為世界各國(guó)潛艇制造業(yè)的一項(xiàng)急需解決的課題。解放軍總裝備部領(lǐng)導(dǎo)也非常重視潛艇表面的防腐研究。由于潛艇外形的曲率變化大，國(guó)內(nèi)外潛艇的表面防腐基本都是采用表面涂料的方法。雖然不同種類的涂料提高了潛艇表面的防腐能力，但與潛艇表面的防腐要求還相差甚遠(yuǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出一種潛艇表面防腐蝕新的工藝方法。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，第一步在潛艇整體表面采用化學(xué)鍍的方法鍍一層厚度為3～5μm的金屬銅。第二步是在鍍銅層上面用化學(xué)鍍的方法鍍一層50～80μm的鎳—磷復(fù)合層，眾所周知金屬鎳是抗海水腐蝕最好的金屬材料，任何一種化學(xué)涂料都不如金屬鎳的抗海水腐蝕能力強(qiáng)，為提高鍍鎳層的強(qiáng)度、硬度、抗腐蝕能力，采用Ni-P復(fù)合鍍的方法，在潛艇整體表面鍍一層0.02～0.2mm的Ni-P復(fù)合層，其抗腐蝕能力大為增強(qiáng)。
具體實(shí)施方法為1)建造一個(gè)2-3倍于潛艇的封閉容器，容器內(nèi)表面為工業(yè)搪瓷或不銹鋼，容器用四個(gè)支點(diǎn)將潛艇置于容器空間中部，容器四周有若干個(gè)噴頭，可噴入液體并裝有高壓水泵和液體循環(huán)系統(tǒng)。
2)將模擬潛艇表面作除銹處理，用10％的稀鹽酸溶液除銹蝕。
3)用粒度為2-3mm的砂粒進(jìn)行噴砂處理，進(jìn)一步除去潛艇的銹蝕、污跡。
4)配制鍍銅液體，具體成份為(1)CuSO4·5H2O 10～20％；(2)灑石酸鉀鈉NaKC4H4Oi·4H2O10～20％；(3)BDTA二鈉鹽25～40％；(4)NaOH 7～15％；(5)甲醛HCHO37％ 10～15％；(6)a，a1-聯(lián)吡啶 0.05～0.1％；(7)亞鐵氰化鉀K4〔Fe(CN)6〕 20～30％。
將PH值用NaOH調(diào)至12.5，將鍍液溫度升至40-50℃。
用水泵將鍍液從不同角度噴向潛艇，使鍍液充滿容器，在噴射的作用下，鍍液在潛艇表面流動(dòng)。根據(jù)鍍層的厚度要求控制液體噴射循環(huán)流動(dòng)的時(shí)間，或者根據(jù)鍍液的濃度變化計(jì)算出潛艇表面的鍍層厚度，在潛艇表面鍍一層3～5μm的銅，停止噴射，將鍍液從容器中放出。用純水沖洗潛艇表面至流出的水為中性為止。待潛艇表面風(fēng)干后進(jìn)行下步鎳—磷復(fù)合鍍處理。
5)配制Ni-P復(fù)合鍍液體，具體成份為(1)NiSO4·6H2O 20％；(2)NaH2PO2·H2O 25％；(3)Na3C6H6O720％；(4)NaC2H3O210％；(5)〔CH2(NH2)COOH〕 10％。
用純水將PH值調(diào)至3.8，將鍍液溫度升至80-85℃。
用水泵將鍍液從不同角度噴向潛艇，使鍍液充滿容器，在噴射的作用下，鍍液在潛艇表面流動(dòng)。根據(jù)鍍層的厚度要求控制液體噴射循環(huán)流動(dòng)的時(shí)間，或者根據(jù)鍍液的鎳離子濃度變化計(jì)算出潛艇表面的鍍層厚度，當(dāng)達(dá)到厚度要求時(shí)，停止噴射，將鍍液從容器中放出。
6)測(cè)量潛艇表面的Ni-P復(fù)合層厚度，及含P量，要求為7-11％之間，最佳值為9％，其余為Ni。
7)在對(duì)潛艇復(fù)合鍍時(shí)，放一塊與潛艇表面材料相同的試塊，對(duì)試塊表面鍍層進(jìn)行物理、化學(xué)抗腐實(shí)驗(yàn)，以推斷潛艇表面的復(fù)合鍍效果。
我們對(duì)四種優(yōu)質(zhì)鋼材作了表面Ni-P復(fù)合鍍實(shí)驗(yàn)，證明其抗海水腐蝕效果極佳(見(jiàn)表1)。
表1四種鋼材在不同介質(zhì)中的腐蝕情況，63％H2SO4溶液，5摩爾KOH溶液，在海水中放入90天。

表2表1中四種鋼材經(jīng)過(guò)Ni-P復(fù)合鍍后，在不同介質(zhì)中的抗腐蝕情況

中性鹽霧實(shí)驗(yàn)表明，碳素鋼表面鍍?yōu)?0μm的Ni-P復(fù)合層，其中P含量9％，Ni含量91％，經(jīng)3000小時(shí)表面未見(jiàn)腐蝕。
實(shí)施例1對(duì)模擬潛艇進(jìn)行表面抗腐蝕處理(1)模擬潛艇體積1m3；(2)模擬潛艇外殼材質(zhì)40CrMnTi；(3)模擬潛艇外殼材質(zhì)厚度及處理8mm，調(diào)質(zhì)處理；(4)表面處理容器，體積3m3，不銹鋼制成，在容器中設(shè)有36個(gè)噴嘴。(5)模擬潛艇表面處理(模擬潛艇外形與潛艇外形相同)；①除銹，用稀鹽酸將合金材料表面銹蝕除去；②用砂粒進(jìn)行噴砂處理進(jìn)一步除銹、除污跡。(6)鍍銅的成分配制為①CuSO4·5H2O 20g/L；②灑石酸鉀鈉NaKC4H4Oi·4H2O 16g/L％；③BDTA二鈉鹽 20g/L；④NaOH14g/L；⑤甲醛HCHO37％16ml/L；⑥a，a1-聯(lián)吡啶 20ml/L；⑦亞鐵氰化鉀K4〔Fe(CN)6〕 10mg/L。將PH值用NaOH調(diào)至12.5，將鍍液溫度升至46℃。⑧將模擬潛艇用四個(gè)支點(diǎn)支起至容器中央，同時(shí)放置試塊若干塊。⑨開(kāi)啟循環(huán)水泵，鍍液從噴嘴噴出，充滿容器后，水泵繼續(xù)運(yùn)行，鍍液在容器中循環(huán)流動(dòng)。
鍍銅層厚度控制在3.2～3.6μm。
(7)鍍Ni-P層的成分配制為①選用分析純NiSO4·6H2O 2kg；②選用分析純NaH2PO2·H2O2.5kg；③選用分析純Na3C6H6O72kg；④選用分析純NaC2H3O21kg；⑤〔CH2(NH2)COOH〕 1kg。
用純水將上述10kg化合物調(diào)至PH值3.8為至，在鍍液池中將鍍液加熱，溫度升至82℃。
(8)將模擬潛艇用四個(gè)支點(diǎn)支起至容器中央，同時(shí)放置試塊若干塊。
(9)開(kāi)啟循環(huán)水泵，鍍液從噴嘴噴出，充滿容器后，水泵繼續(xù)運(yùn)行，鍍液在容器中循環(huán)流動(dòng)。
(10)經(jīng)過(guò)30分鐘、1h、1.5h、2h……分別取出試塊，測(cè)量鍍層厚度，取30μm左右，停止反應(yīng)，將鍍液放出。
(11)對(duì)試塊和模擬潛艇表面鍍層進(jìn)行分析，結(jié)果如下①鍍層厚度30μm；
②鍍層含P量9.2％；③鍍層密度7.92g/cm3；④熔點(diǎn)890℃；⑤鍍層硬度HV520。
將試塊380℃加溫，經(jīng)6h處理，硬度值達(dá)到HV1000以上。
⑥鍍層抗腐蝕試驗(yàn)在中性鹽霧中3000小時(shí)，未發(fā)現(xiàn)銹蝕。


電加熱鍍銅液池和電加熱鍍Ni-P液池經(jīng)過(guò)高壓水泵傳送到容有潛艇的密封容器中，通過(guò)容器四周若干個(gè)噴頭，噴嘴向一個(gè)方向傾斜使噴出的液體在容器中流動(dòng)，液體噴入容器的量與流出口流量相等，再通過(guò)回流閥到電加熱鍍池中，實(shí)現(xiàn)液體循環(huán)。
權(quán)利要求
1.本發(fā)明提出一種潛艇表面防腐處理的工藝方法。其特性在于1)建造一個(gè)2-3倍于潛艇的封閉容器，容器內(nèi)表面為工業(yè)搪瓷或不銹鋼，容器用四個(gè)支點(diǎn)將潛艇置于容器空間中部，容器四周有若干個(gè)噴頭，可噴入液體并裝有高壓水泵和液體循環(huán)系統(tǒng)。2)將潛艇表面作除銹處理，可用10％的稀鹽酸溶液除銹蝕。3)用粒度為2-3mm的砂粒進(jìn)行噴砂處理，進(jìn)一步除去潛艇的銹蝕、污跡。4)配制鍍銅液體，具體成份為(1)CuSO4·5H2O10～20％；(2)灑石酸鉀鈉NaKC4H4Oi·4H2O 10～20％；(3)BDTA二鈉鹽 25～40％；(4)NaOH 7～15％；(5)甲醛HCHO37％ 10～15％；(6)a，a1-聯(lián)吡啶0.05～0.1％；(7)亞鐵氰化鉀K4〔Fe(CN)6〕20～30％。將PH值用NaOH調(diào)至12.5，將鍍液溫度升至40-50℃。用水泵將鍍液從不同角度噴向潛艇，使鍍液充滿容器，在噴射的作用下，鍍液在潛艇表面流動(dòng)。根據(jù)鍍層的厚度要求控制液體噴射循環(huán)流動(dòng)的時(shí)間，或者根據(jù)鍍液的濃度變化計(jì)算出潛艇表面的鍍層厚度，在潛艇表面鍍一層3～5μm的銅，停止噴射，將鍍液從容器中放出。用純水沖洗潛艇表面至流出的水為中性為止。待潛艇表面風(fēng)干后進(jìn)行下步鎳—磷復(fù)合鍍處理。5)配制Ni-P復(fù)合鍍液體，具體成份為(1)NiSO4·6H2O20％；(2)NaH2PO2·H2O 25％；(3)Na3C6H6O720％；(4)NaC2H3O210％；(5)〔CH2(NH2)COOH〕 10％。用純水將PH值調(diào)至3.8，將鍍液溫度升至80-85℃。用水泵將鍍液從不同角度噴向潛艇，使鍍液充滿容器，在噴射的作用下，鍍液在潛艇表面流動(dòng)。根據(jù)鍍層的厚度要求控制液體噴射循環(huán)流動(dòng)的時(shí)間，或者根據(jù)鍍液的鎳離子濃度變化計(jì)算出潛艇表面的鍍層厚度，當(dāng)達(dá)到厚度要求時(shí)，停止噴射，將鍍液從容器中放出。6)測(cè)量潛艇表面的Ni-P復(fù)合層厚度，及含P量，要求為7-11％之間，最佳值為9％，其余為Ni。7)在對(duì)潛艇復(fù)合鍍時(shí)，放一塊與潛艇表面材料相同的試塊，對(duì)試塊表面鍍層進(jìn)行物理、化學(xué)抗腐實(shí)驗(yàn)，以推斷潛艇表面的復(fù)合鍍效果。
2.按照權(quán)利要求書1所述的潛艇表面防腐處理的工藝方法，其特性在于1)建造一個(gè)2-3倍于潛艇的封閉容器，容器內(nèi)表面為工業(yè)搪瓷或不銹鋼，容器用四個(gè)支點(diǎn)將潛艇置于容器空間中部，容器四周有若干個(gè)噴頭，可噴入液體并裝有高壓水泵和液體循環(huán)系統(tǒng)。2)將潛艇表面作除銹處理，可用10％的稀鹽酸溶液除銹蝕。3)用粒度為2-3mm的砂粒進(jìn)行噴砂處理，進(jìn)一步除去潛艇的銹蝕、污跡。4)配制鍍銅液體，具體成份為(1)CuSO4·5H2O 20％；(2)灑石酸鉀鈉NaKC4H4Oi·4H2O10％；(3)BDTA二鈉鹽 29.9％；(4)NaOH15％；(5)甲醛HCHO37％15％；(6)a，a1-聯(lián)吡啶 0.1％；(7)亞鐵氰化鉀K4〔Fe(CN)6〕 15％。將PH值用NaOH調(diào)至12.5，將鍍液溫度升至45℃。用水泵將鍍液從不同角度噴向潛艇，使鍍液充滿容器，在噴射的作用下，鍍液在潛艇表面流動(dòng)。根據(jù)鍍層的厚度要求控制液體噴射循環(huán)流動(dòng)的時(shí)間，或者根據(jù)鍍液的濃度變化計(jì)算出潛艇表面的鍍層厚度，在潛艇表面鍍一層3.6μm的銅，停止噴射，將鍍液從容器中放出。用純水沖洗潛艇表面至流出的水為中性為止。待潛艇表面風(fēng)干后進(jìn)行下步鎳—磷復(fù)合鍍處理。5)配制Ni-P復(fù)合鍍液體，具體成份為(1)NiSO4·6H2O20％；(2)NaH2PO2·H2O 25％；(3)Na3C6H6O720％；(4)NaC2H3O210％；(5)〔CH2(NH2)COOH〕 10％。用純水將PH值調(diào)至3.8，將鍍液溫度升至80-85℃。用水泵將鍍液從不同角度噴向潛艇，使鍍液充滿容器，在噴射的作用下，鍍液在潛艇表面流動(dòng)。根據(jù)鍍層的厚度要求控制液體噴射循環(huán)流動(dòng)的時(shí)間，或者根據(jù)鍍液的鎳離子濃度變化計(jì)算出潛艇表面的鍍層厚度，當(dāng)達(dá)到厚度要求時(shí)，停止噴射，將鍍液從容器中放出。6)測(cè)量潛艇表面的Ni-P復(fù)合層厚度，及含P量，要求為7-11％之間，最佳值為9％，其余為Ni。7)在對(duì)潛艇復(fù)合鍍時(shí)，放一塊與潛艇表面材料相同的試塊，對(duì)試塊表面鍍層進(jìn)行物理、化學(xué)抗腐實(shí)驗(yàn)，以推斷潛艇表面的復(fù)合鍍效果。
全文摘要
本發(fā)明提出一種潛艇表面的防腐處理工藝方法，該工藝是利用了潛艇自身密封性極好的特點(diǎn)對(duì)潛艇進(jìn)行整體表面處理，第一步在潛艇整體表面采用化學(xué)鍍的方法鍍一層厚度為3～5μm的金屬銅。第二步是在鍍銅層上面用化學(xué)鍍的方法鍍一層50～80μm的鎳－磷復(fù)合層，由于鎳－磷復(fù)合鍍層不僅有極強(qiáng)的抗海水腐蝕能力，而且該鍍層具有很高的硬度、強(qiáng)度和耐磨性，使?jié)撏У目煽啃院蛻?zhàn)斗力得以提高。
文檔編號(hào)B63B59/04GK1473959SQ0214608
公開(kāi)日2004年2月11日 申請(qǐng)日期2002年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月30日
發(fā)明者陳有孝, 王錦瑞 申請(qǐng)人:陳有孝