[发明专利]冷轧低碳钢板表面SiO2涂层/Ni-Si合金化层复合结构的处理方法有效

专利信息
申请号: 201010588122.9 申请日: 2010-12-15
公开(公告)号: CN102021570A 公开(公告)日: 2011-04-20
发明(设计)人: 钟庆东;盛敏奇;王毅;林海;周琼宇;李振华 申请(专利权)人: 上海大学
主分类号: C23C26/00 分类号: C23C26/00
代理公司: 上海上大专利事务所(普通合伙) 31205 代理人: 顾勇华
地址: 200444*** 国省代码: 上海;31
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摘要:
搜索关键词: 冷轧 低碳钢 表面 sio sub 涂层 ni si 合金 复合 结构 处理 方法
【说明书】:

技术领域

发明涉及一种冷轧低碳钢板表面形成SiO2涂层/Ni-Si合金化层复合结构的处理方法,属于金属表面处理技术领域。

背景技术

金属腐蚀给世界各国的国民经济带来了巨大的经济损失,我国每年由于腐蚀造成的经济损失约占当年国民生产总值的3~5%。目前常见的防腐技术有合理选材、表面保护(包括金属镀层和非金层涂层) 、环境介质处理、电化学保护和防腐蚀设计等。

20世纪80年代,被列入世界10项关键技术之一的表面技术,经过20余年的发展,已成为一门新兴的、跨学科的、综合性强的先进基础与工程技术,形成支撑当今技术革新与技术革命发展的重要因素。在金属表面制备无机物涂层技术是近年来备受关注的金属表面处理方法,也是金属防腐技术研究的热点。利用该技术可在金属基体表面制备一层连续致密、化学惰性好的无机物涂层,以此来提高基体的抗氧化性、耐腐蚀性。人们在对TiO2 、SiO2 、ZrO2 和Al2O3 等单元体系涂层作了大量研究,它们被证明具有良好的抗氧化、耐腐蚀性能。现在人们将焦点逐渐转移到多元体系涂层上,认为多元的体系涂层与基体的结合性、抗氧化性、耐腐蚀性比单元体系涂层有较大的改善。

此外金属表面合金化也是一种重要的金属表面处理方法。金属表面合金化是指通过扩散将一些合金元素如Cr、Al、V、Ti、B、C、Zn等单一的或复合的渗入到各种金属基体或工模具的表面,获得与基体具有冶金结合的各种特殊的化合物层,从而赋予零件与工模具表面以高硬度、高耐磨性、耐蚀性、耐高温氧化性及一些特殊的电学、光学特性。金属表面合金化按实现手段可分为:1、改变金属表面的合金成分。2、金属表面覆盖技术。3、改善金属表面的金相组织,使表层组织强化。

冷轧低碳钢属于碳素结构钢,由于其生产工艺简单、价格低廉、工艺性能良好,在机械制造业中得到广泛的应用。在冷轧钢板退火过程中,钢中的Mn、Si等元素会向钢板表面迁移,与环境中微量的氧化性气体发生反应,在钢板表面铁素体晶界周围形成颗粒状氧化物。在退火后的冷却过程中,当钢板表面接触到空气时,表面没有颗粒氧化物的地方会形成薄层的氧化铁膜。相关研究表明:冷轧钢板表面耐蚀性能与Mn、Si等元素在冷轧钢板表面的富集程度有关。

纳米科技的发展为提升传统产业技术含量提供了新的机遇。纳米粒子由于具有表面效应、小尺寸效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应等特殊效应,可用于改善材料的光、磁、电、力学等性能得到提高或赋予其新的功能,可以大大提高其在应用领域中的产品质量,具有很好的理论研究价值和应用前景。此外,随着技术进步,纳米粉体及膜层的制备成本也大幅度下降,为纳米技术大规模应用奠定了扎实的物质基础。

在前人研究基础上,本发明紧密结合金属表面制备无机物涂层技术、钢板表面合金化、纳米科技等的热点研究领域,通过制备性能、品质、价格适当,并能够有效融入铁基固溶体的金属及其相应化合物微/纳米尺度的颗粒或膜层,将上述粉体颗粒或膜层喷涂或轧压于冷轧低碳钢表面,在强还原气氛下将部分被还原出的金属融入铁基固溶体,或将金属的相应化合物还原为金属富集于钢板表面,并保留一定的无机物涂层,以获得无机物涂层/合金化层复合的冷轧低碳钢表面层结构,以期获得良好的耐腐蚀性能以及改善其它相关的物理和化学性能。

发明内容

本发明的目的是提提供一种冷轧低碳钢板表面形成SiO2涂层/Ni-Si合金化层复合结构的处理方法,它有效地增强冷轧低碳钢板的耐腐蚀性能。

本发明一种冷轧低碳钢板表面形成SiO2涂层/Ni-Si合金化层复合结构的处理方法,其特征在于具有以下的过程和步骤:

a、冷轧低碳钢板表面的预处理:将欲处理的冷轧低碳钢板经无水乙醇、丙酮依次清洗后,干燥,放置于干燥器备用;

b、配置纳米SiO2- Ni(OH)2复合液,复合液的配方如下:

纳米SiO2粉体           6~20g/L,粒径为40~90nm;

纳米Ni(OH)2粉体        1~8g/L,粒径为70~120nm;

乙醇:丁醇               1:5~8(体积比);

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