[发明专利]低成本高耐腐蚀性能蒙乃尔合金涂层的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种在钢表面采用电刷镀法制备蒙乃尔合金涂层的方法。

背景技术

蒙乃尔(Monel)合金是以镍为基的镍铜系合金，属于高性能耐蚀材料。与一般不锈钢、其他耐蚀金属、非金属材料相比，在各种腐蚀环境中，具有耐各种形式腐蚀破坏的能力，镍合金耐腐蚀性能优异的机理在于，其一，镍的标准电极电位E_Ni⁰＝-0.25V，比氢稍低(E_H⁰＝0V)，并且容易极化，在腐蚀过中不会析出氢。镍的电位相对铁为正(E_Fe⁰＝-0.45V)，并且耐卤素气体及其氢化物侵蚀的能力，耐NaOH，KOH等氢氧化物介质腐蚀能力远胜于铁。其二，镍具有显著的钝化倾向，镍在稀的非氧化性酸，特别是在中性和碱性溶液中，腐蚀过程明显变缓，在干湿大气中耐蚀能力也非常高。因此，蒙乃尔合金(镍铜系合金)适合现代工业技术下苛刻的介质环境，被广泛应用于炼油、化工、航海、原子能、冶金、纺织、印染、造纸、食品机械、医疗器械等各个领域。但是整个工件完全由蒙乃尔合金制备，成本较高。

申请号为201110287417.7的专利文件中公开了一种“不锈钢表面热喷涂蒙乃尔合金涂层的方法”，以不锈钢为基材，在基材表面热喷涂蒙乃尔合金涂层，所得到的部件产品的防腐性能能与蒙乃尔合金相当，实现了在防腐蚀性能不变的前提下节约制造成本的目标。该技术方案是在普通钢表面采用电刷镀法间隔刷镀铜涂层和镍涂层，再通过热处理形成蒙乃尔合金层，所需镀液价格相对便宜，容易获得，制备出的蒙乃尔合金的耐腐蚀性能较裸钢和单纯的铜涂层和镍涂层有显著提高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够在钢表面制备出具有较高耐腐蚀性能的蒙乃尔合金涂层的低成本高耐腐蚀性能蒙乃尔合金涂层的制备方法。

本发明的目的是这样实现的：

对经过表面预处理的钢表面采用电刷镀法进行刷镀Ni涂层和Cu涂层，所述进行刷镀Ni涂层和Cu涂层包括：(1)电压正接10～20V，表面刷电净液10-30s，然后用水冲洗；(2)电压反接10～20V，表面刷2号活化液10-30s，然后用水冲洗；(3)电压反接10～20V，表面刷3号活化液10-30s，然后用水冲洗；(4)不接电，表面刷特殊镍3-5s；(5)电压正接10-20V，表面刷特殊镍10-30s；(6)电压正接10-20V，表面刷快速镍10-30s，然后用水冲洗；(7)电压正接10-20V，表面刷碱铜5-10s，用水冲洗；(8)电压正接10-20V，表面刷快速镍8-15s；(9)重复(7)和(8)步12～36次，对镀层进行热处理。

所述进行刷镀Ni涂层和Cu涂层的刷镀速度为4-8m/min。

所述热处理是利用高温热处理炉在200℃-1200℃下保温1min-20h，空冷。

所述热处理是采用高频感应加热器，在1000℃-1200℃短时加热20-180s，空冷。

本发明在钢表面利用电刷镀法制备出交替排列的镍涂层和铜涂层，然后进行热处理，实现了Ni原子和Cu原子的互扩散，形成镍铜固溶体，即蒙乃尔合金。利用电刷镀法在钢表面制备出的蒙乃尔合金层，与基体结合强度高，且耐腐蚀性能优越，可大大降低生产成本。

本发明工艺简单，易于操作，成本低，制备出的蒙乃尔合金层与钢基体结合牢固；发明中Q235钢表面间隔电刷镀多层Ni涂层和Cu涂层后，经热处理后，形成了镍铜固溶体合金层。其在海水中的自腐蚀电位由裸钢的-0.6V附近提高到-0.2V附近，自腐蚀电流密度也减小。钢表面制备的蒙乃尔合金的耐腐蚀性能明显优于裸钢和Ni、Cu电刷镀涂层。

附图说明

图1a为具体实施方式一中所得电刷镀铜涂层和镍涂层的涂层组织。

图1b为具体实施方式一中热处理后形成的蒙乃尔合金层的涂层组织。

图2为Q235钢表面镍铜涂层及不同热处理工艺后极化曲线。

具体实施方式

下面举例对本发明做更详细的描述。