[发明专利]一种具有高性能熔覆层Q&P钢的制备方法

说明书

本发明公开了一种具有高性能熔覆层Q&P钢的制备方法，属于金属材料表面科学领域；用于提高Q&P钢的性能；步骤包括：对Q&P钢表面进行打磨预处理；将打磨后的Q&P钢除去污物后再放入浓硝酸和浓氢氟酸的混合溶液中，刻蚀出20‑60nm的微孔；将刻蚀过的Q&P钢基体迅速放入HEDP、EDTA与氰基化物的混合溶液中30‑60s，使基体被刻蚀出的微孔处于活化状态；将铝合金粉末和纳米石墨烯粉末混合后加入粘合剂覆盖到Q&P钢基体表面上进行高频感应熔覆；本发明很好的提高了Q&P钢与熔覆层之间的结合力，使Q&P钢的抗腐蚀性能及表面强度大大提高，并且工艺较为简单。

技术领域

本发明涉及一种低碳钢表面高性能熔覆层的制备方法，具体涉及一种Q&P钢表面具有高结合力、表面强度及耐腐蚀熔覆层的制备方法，属于金属材料表面科学领域。

背景技术

目前随着技术和生产技术的发展，开发各种高强度，耐腐蚀的钢件已经迫在眉睫，每年全球因为腐蚀造成的损失约占全球总生产总值的2%。尤其我国作为发展中国家，每年的钢件产量及使用量均为全球第一。

Q&P钢是最近发展起来的具有较高强度和韧性的第三代高强钢。其基本原理是：含Si或（和）Al的钢件先经奥氏体化后淬火至Ms~Mf（Ms为马氏体转变开始温度，Mf为马氏体转变结束温度）之间的某一温度，即形成一定数量的马氏体和残余奥氏体，再在该初始淬火温度或者Ms以上某一温度停留一段时间，使碳由马氏体向残余奥氏体分配，此时马氏体中的碳含量下降，奥氏体中的碳含量升高，从而使残余奥氏体富碳且能够稳定至室温，最后获得由马氏体和残余奥氏体组成的复合组织，从而获得较高的强度和韧性，即良好的综合力学性能。

但是，当Q&P钢做建筑及工程材料因为受到环境影响较大，因此就需要很高的表面强度、抗腐蚀性能。对Q&P钢件材料的强度、抗腐蚀性能都提出了更高的要求。但是当前不论是在Q&P表面做喷涂还是熔覆处理，所获得的涂层和熔覆层都有着各种各样的问题，其中包括了结合力差，易脱落，耐腐蚀性能不好，强度不好等困难。

目前石墨烯掺杂做熔覆涂层正受到越来越多人的重视，它有着优异的抗腐蚀性能、抗磨擦性能和表面强度；当前纳米注塑技术也广泛应用于手机制造产业，它极大的增加了树脂材料与金属基体的结合强度；同时相关金属表面活化技术也为钢件基底与熔覆层之间的结合提供了很好的结合强度。本发明现将这些技术合理的应用于Q&P钢的表面处理上，从而提高其各方面的性能。

经过现有技术的文献检索发现：中国发明专利CN104928607A公开了一种提高热障涂层与基体结合力的涂层制备方法。包括以工业用NiCrAlY复合粉末作为底层，等离子喷涂热障涂层的步骤和以工业用ZrO₂+8Y₂O₃为喷涂粉末，进行等离子喷涂抗氧化层的步骤，其特征在于：在等离子喷涂热障涂层的步骤之前，采用飞秒激光对基体即高温合金表面进行微造型。

专利CN106868496A公开了一种激光熔覆技术制备防腐耐磨铁基非晶涂层的方法。Fe基非晶合金粉末的化学成分为：Cr：17.3～19.4％；Mn：1.8～2.2％；Mo：12.9～15.8％；W：5.0～6.2％；B：2.8～4.1％；C：0.7～1.1％；Si：1.0～1.5％；其余为Fe；(质量百分比)，总质量满足100％。采用工业纯度原料和紧耦合气雾化技术将该成分的铁基非晶合金制备成粉末原料，利用单道半导体激光熔覆技术制备非晶合金涂层。本发明提供的铁基非晶涂层制备工艺接近实际工业化水平，工艺条件可控、成本低廉，具有结构致密、组织均匀、无裂纹和孔洞缺陷、高硬度、防腐耐磨等优点，在国防工业中具有非常大的应用潜力。