[发明专利]一种复合涂层高强钢及其制备方法

说明书

本发明提供了一种复合涂层高强钢的制备方法，本发明将金属镀层与有机涂层有效结合，提高了所得复合涂层高强钢的耐蚀性，进而能够增加其服役时间。采用本发明提供的方法制备得到的复合涂层高强钢，复合涂层孔洞及裂纹少，表面光滑完整；且SiO₂‑石墨烯纳米颗粒成分分布均匀，与高强钢基体结合力大，能够有效提高复合涂层高强钢的耐蚀性，适用于海洋环境下的恶劣条件。实施例的实验结果表明，本发明提供的纳米涂层高强钢的平均腐蚀电流密度为0.22～0.38μA/cm²，平均腐蚀电位为‑0.052～‑0.084V。

技术领域

本发明涉及金属表面涂层技术领域，具体涉及一种复合涂层高强钢及其制备方法。

背景技术

潜艇需要在复杂的海洋环境中工作，其中由于无人艇需要承受深海中巨大的冲击力以及燃气、爆炸冲击，海洋及大气腐蚀等极端复杂的服役环境，其壳体的腐蚀和老化问题也日趋突出，严重危害其安全性和耐久性。

通常情况下，无人艇钢板多采用单一成分涂层或者镀层、阴极保护等方法提高耐腐蚀性；其中，最常见的则是通过金属镀层(如Ni、Zn或W等)，这些金属镀层在工艺上已经成熟，成本低廉，技术完善；但缺点也同样明显，即耐蚀性能差，缺乏足够的耐腐蚀服役时间。

发明内容

本发明的目的在于提供一种复合涂层高强钢及其制备方法，本发明提供的复合涂层高强钢耐蚀性好，适用于海洋环境下的恶劣条件。

为了实现上述发明目的，本发明提供了一种复合涂层高强钢的制备方法，包括以下步骤：

(1)将高强钢置于ZnSO₄电解液中，采用恒电流电沉积法在所述高强钢的表面制备锌镀层，得到镀锌高强钢；

(2)将SiO₂-石墨烯纳米颗粒与环氧树脂混合，得到SiO₂-石墨烯纳米涂料；

(3)将环氧树脂与所述步骤(2)中SiO₂-石墨烯纳米涂料涂覆在所述步骤(1)中镀锌高强钢的表面，然后进行热处理，得到复合涂层高强钢；

所述步骤(1)和步骤(2)没有时间顺序限制。

优选地，所述步骤(1)中高强钢为100HLES钢。

优选地，所述步骤(1)中ZnSO₄电解液中ZnSO₄的浓度为20～30g/L；所述ZnSO₄电解液的pH值为2～10。

优选地，所述步骤(1)中恒电流电沉积法的操作条件为：电流密度为13～17A/dm²，电沉积的温度为25～35℃，电沉积的时间为25～50min。

优选地，所述步骤(2)中SiO₂-石墨烯纳米颗粒的粒度为20～50nm。

优选地，所述步骤(2)中SiO₂-石墨烯纳米涂料中SiO₂-石墨烯纳米颗粒的含量为3～7wt.％。

优选地，所述步骤(3)中环氧树脂的涂覆量为5～10g/cm³；所述SiO₂-石墨烯纳米涂料的涂覆量为25～55g/cm³。

优选地，所述热处理包括依次进行的第一热处理和第二热处理；所述第一热处理的温度为55～65℃，时间为50～70min；所述第二热处理的温度为110～130℃，时间为160～200min。

本发明提供了上述技术方案所述制备方法制备得到的复合涂层高强钢，包括高强钢、电沉积在所述高强钢表面的锌镀层和涂覆在所述锌镀层表面的纳米涂层。