[发明专利]一种基于纳米技术在低碳钢表面制备不锈钢涂层的方法

摘要

本发明涉及基于纳米技术在低碳钢表面制备不锈钢涂层的方法，综合了金属涂层的表面处理技术、纳米制备方法及钢板表面合金化等热点研究领域。通过机械研磨法制备纳米Fe2O3-Cr-Ni2O3粉体，在氩气环境中将制得的纳米粉体均匀地喷涂于处理好的低碳钢表面，并在全H2气氛下进行热处理。在高温H2气氛下，纳米Fe2O3和纳米Ni2O3被H2还原生成具有较高的活性的Fe、Ni原子。它们与纳米Cr发生反应在金属表面生成新Fe-Cr-Ni相，即为不锈钢涂层。运用纳米技术得到的不锈钢涂层致密度和均匀性都很高，显著提高了低碳钢的耐腐蚀性能。本发明得到的这种特殊材料既具有低碳钢的强度又具备了不锈钢的耐腐蚀性能，这有效解决了低碳钢在使用过程中因大量被腐蚀而导致材料失效的问题。

主权项

一种基于纳米技术在低碳钢表面制备不锈钢涂层的方法，其特征在于，具有以下的制备过程和步骤：a.将低碳钢板欲处理的工作面经金相砂纸打磨，然后用无水乙醇、丙酮和去离子水依次超声清洗，干燥后备用；b.纳米粉体的制备：将市售Cr粉与分析纯Fe2O3粉末、分析纯Ni2O3粉末按一定摩尔比均匀混合后放入真空球磨罐中，加入一定量的无水乙醇控制一定的液固比，球磨罐内采用氩气保护，用高能球磨机球磨18小时；制备工艺参数如下：Cr粉2~3g；Fe2O3粉末10~12g；Ni2O3粉末1~2g；乙醇：粉体的质量比为80：15；球磨后将溶液真空干燥，得到纳米Fe2O3‑Cr‑Ni2O3粉体；c.在氩气环境中将制得的纳米Fe2O3‑Cr‑Ni2O3粉体均匀地喷涂于处理好的低碳钢表面，自然干燥后，在管式电阻炉中全H2气氛下进行热处理，其工艺参数如下：热处理温度：800℃~1200℃；升温梯度：10℃/min；热处理时间：2h~6h；升温梯度：随炉冷却；H2气流量：180mL/min。