[发明专利]一种合金表面形成尖晶石涂层的制备方法

权利要求书

1.一种合金表面形成尖晶石涂层的制备方法，其特征在于，其具体步骤为：

(1)将合金材料表面做除油除锈预处理：

(2)采用粉末包埋渗或者气相共渗的方法对合金材料进行Mn、Cr共渗处理；

粉末包埋渗工艺的渗剂的成份以质量百分比计，铬粉或铬铁粉为10～60％，锰粉或锰铁粉为2～40％，氯化铵为1～5％，氟化钠为0.2～1％，氧化铈为0.1～0.5％，余量为Al₂O₃粉；

气相共渗工艺中固相源以质量百分比计，铬粉或铬铁粉为30～60％，锰粉或锰铁粉为10～30％，氧化铈为0.1～0.5％，氟化钠为0.2～1％，余量为Al₂O₃；

(3)对共渗后的合金材料表面进行清理，采用质量百分比为30～50％的NaOH或KOH水溶液进行碱清洗；

(4)采用鼓泡法将水蒸汽引入载体气体中，再将混合后的气体通入装有合金材料的热处理炉内，鼓泡电解质溶液的温度由恒温水浴器控制；

(5)将炉温升至700～1200℃进行高温氧化，高温氧化的温度优选为950～1100℃，保温5～15h，高温氧化的保温时间优选为6～10h；

(6)随炉冷却或以5～30℃/min的速率降温到室温或者150℃以下，关闭气体，得到5～20μm尖晶石涂层；

在所述的步骤(2)中，粉末包埋渗工艺的加热温度为800～1100℃，粉末包埋渗工艺的加热时间为1～10h，气相共渗的加热温度为800～1100℃，气相共渗的加热处理时间为1～8h；

在所述的步骤(4)中，载体气体选自氢气、氮气、氩气中的一种或几种；

混合后的气体中水蒸气的摩尔分数为0.1～5％。

2.如权利要求1所述的一种合金表面形成尖晶石涂层的制备方法，其特征在于，在所述的步骤(5)中将炉温升至950～1100℃进行高温氧化，保温为6～10h。

3.如权利要求1所述的一种合金表面形成尖晶石涂层的制备方法，其特征在于，在所述的步骤(1)中，所述的合金材料成分以质量百分比计，Cr为0.1～50％，Mn为0.1～5％，Ni为20～50％，Si为0.2～3％，微量元素为0.01～5％，余量为Fe；

微量元素包括Nb、Ti、W、Al、C、稀土元素中的一种或几种。

4.如权利要求1所述的一种合金表面形成尖晶石涂层的制备方法，其特征在于，在所述的步骤(2)中，粉末包埋渗工艺的加热温度为900～1100℃。

5.如权利要求1所述的一种合金表面形成尖晶石涂层的制备方法，其特征在于，在所述的步骤(2)中，粉末包埋渗工艺的加热时间为5～8h。

6.如权利要求1所述的一种合金表面形成尖晶石涂层的制备方法，其特征在于，在所述的步骤(2)中，所用气相源为：H₂和HCl混合气，其中混合气中HCl所占体积分数为10～80％。

7.如权利要求1所述的一种合金表面形成尖晶石涂层的制备方法，其特征在于，在所述的步骤(2)中，所用气相源为：H₂和HCl混合气，其中混合气中HCl所占体积分数为40～60％。

8.如权利要求1所述的一种合金表面形成尖晶石涂层的制备方法，其特征在于，在所述的步骤(2)中，气相共渗的加热温度为950～1050℃。

9.如权利要求1所述的一种合金表面形成尖晶石涂层的制备方法，其特征在于，在所述的步骤(2)中，气相共渗的加热处理时间为3～6h。

10.如权利要求1所述的一种合金表面形成尖晶石涂层的制备方法，其特征在于，在所述的步骤(2)中，制备出的共渗层主要由Cr、Mn、Fe、Ni、Si元素组成，共渗层Mn的摩尔分数为4～20％，Cr的摩尔分数为30～60％，余量为基体其他元素；

共渗层深度为5～20μm。

11.如权利要求1所述的一种合金表面形成尖晶石涂层的制备方法，其特征在于，在所述的步骤(6)中，尖晶石涂层的外层是尖晶石层，成分为MnCr₂O₄；尖晶石涂层的内层是氧化铬、氧化硅的复合氧化物层。