[发明专利]一种提高耐候钢耐腐蚀性能的表面氟化处理方法

说明书

本发明涉及金属表面处理领域，提供了一种提高耐候钢耐腐蚀性能的表面氟化处理方法，包括如下步骤：对待处理耐候钢表面进行清洁预处理，以氟化氢对耐候钢表面活化处理；采用含镁铜硅三组分的混合粉体对活化后的耐候钢进行冷喷涂，至其表面覆盖有镀层；对形成镀层的耐候钢进行快速热退火处理，至其表面合金化；向耐候钢表面雾化喷淋氟化氢溶液，至其表面由银黄色退色至灰黄色，且失去金属光泽；最后，以无水乙醇喷淋清洗耐候钢并干燥。本发明通过特定工艺在耐候钢表面形成氟化保护层；该氟化保护层具有良好的抗氯侵蚀性能，能有效避免氯离子腐蚀对氧化膜的破坏；同时，该保护层还具有良好的电绝缘性能，能够抑制静电腐蚀。

技术领域

本发明涉及金属表面处理领域，尤其涉及一种提高耐候钢耐腐蚀性能的表面氟化处理方法。

背景技术

耐候钢，又称耐大气腐蚀钢，是在钢中加入一定量的Cu、P、C或Ni、Mo、Nb、Ti等合金元素制成的一种耐大气腐蚀性能良好的低合金钢。在工业和农村大气环境中，耐候钢因在其基体表面形成一层致密而稳定的氧化保护膜，阻碍腐蚀介质进入，而具有优异的抗大气腐蚀等性能；而普碳钢基体表面腐蚀形成的锈层，结构疏松且有微裂纹，不能真正起到对基体钢材的保护作用。

然而，当用于沿海、高湿度环境中时，耐候钢却仍存在一定的缺陷。如，高湿度环境中产生的电化学腐蚀，将会加快局部腐蚀进程，导致耐候钢表面形成非均匀腐蚀，无法产生稳定的氧化保护膜，或产生锈泡鼓包或流锈等情况；又或沿海环境中的高氯离子浓度，将会对耐候钢表面形成的稳定氧化膜进行破坏，难以产生良好的保护效果。还有一种特殊环境，即如在电塔等场所进行使用时，耐候钢表面也容易产生如静电腐蚀等局部腐蚀情况，实际抗腐蚀效果不佳。

因而，在耐候钢表面形成一层高电阻抗氯保护膜，将会极大程度地提高耐候钢对于复杂环境的适应能力。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种提高耐候钢耐腐蚀性能的表面氟化处理方法，以避免直接采用现有耐候钢带来在部分特定场景下使用效果不佳的问题。

本发明采用以下技术方案解决上述技术问题：

一种提高耐候钢耐腐蚀性能的表面氟化处理方法，包括如下步骤：

(1)对待处理耐候钢表面进行清洁预处理后，以氟化氢对耐候钢表面活化处理；

(2)采用含镁铜硅三组分的混合粉体对活化后的耐候钢进行冷喷涂，至其表面均匀覆盖有镀层；

(3)对形成镀层的耐候钢进行快速热退火处理，至其表面合金化；接着，向耐候钢表面雾化喷淋氟化氢溶液，至其表面由银黄色退色至灰黄色，且失去金属光泽；最后，以无水乙醇喷淋清洗耐候钢并干燥，即完成耐候钢表面氟化处理。

作为本发明的优选方式之一，所述步骤(1)中，清洁预处理包括机械抛光、打磨、脱脂除油、喷砂、碱洗、酸洗中的至少一种。

作为本发明的优选方式之一，所述步骤(1)中，采用3～8wt％氢氟酸水溶液对耐候钢表面进行活化处理，处理时间为8～15min。

作为本发明的优选方式之一，所述步骤(2)中，含镁铜硅三组分的混合粉体中，铜的体积分数为5～15％VOL，硅的体积分数为2～5％VOL，余量为镁。

作为本发明的优选方式之一，所述步骤(2)中，冷喷涂采用超音速冷动力喷涂，喷涂载流气压力为5～10MPa。

作为本发明的优选方式之一，所述步骤(3)中，快速热退火处理过程：控制退火温度为400～600℃，保温时间为25～35s；保温结束后，以15～30℃/s的速度降温冷却至50℃以下。

作为本发明的优选方式之一，所述步骤(3)中，氟化氢溶液浓度为10～15wt％。

设计原理：