[发明专利]一种重防腐螺栓的表面处理方法

摘要

本发明涉及一种重防腐螺栓的表面处理方法，该处理工艺先通过磁控溅射技术在螺栓工件表面构建了第一防护膜，该第一防护膜由Cr层和Cr‑N层在螺栓工件表面交替层叠而成，纯Cr膜具有密集的纤维状组织结构，而Cr‑N层具有较好的无空隙结构，不仅能阻缓纯Cr膜柱状晶的生成，还可以较好的填补由于纯Cr层柱状晶结构而导致的空隙，初步提高了螺栓工件防腐蚀性能；接着在第一防护膜外构建了第二防护膜，由于聚合物单体甲基丙烯酸甲酯体积较小，易于进入螺栓表面的缺陷、缝隙中，通过偶氮二异丁腈的催化，甲基丙烯酸甲酯在第一防护膜的缺陷、缝隙中聚合固化，将螺栓表面的缺陷、缝隙进行填补，更进一步确保了螺栓工件具有较好的防腐性能。

主权项

一种重防腐螺栓的表面处理方法，其特征在于包括以下步骤：(1)螺栓工件的预处理a、把螺栓工件完全浸没在化学碱液中，加热至70～80℃后于超声波清洗器中清洗20～60min；取出螺栓工件，用纯净的水清洗去除螺栓工件表面的化学碱液；b、把a处理后的螺栓工件完全浸没在质量浓度为5～15wt％的盐酸溶液中，室温下于超声波清洗器中清洗5～15min；取出螺栓工件，用纯净的水清洗去除螺栓工件表面的盐酸溶液；c、把b处理后的螺栓工件完全浸没在乙醇或丙酮中，室温下于超声波清洗器中清洗20～30min，取出备用；(2)第一防护膜的构建采用磁控溅射技术在螺栓工件表面构建第一防护膜，具体步骤包括：a、在真空室内安装纯度大于98％的铬靶，使铬靶头与水平面的角度在45°～90°之间；把螺栓工件置于真空室内的工件架上，抽真空，使得真空室内的真空度小于或等于1×10‑3Pa；采用惰性气体为工作气体，用离子源对工件表面进行清洗，调节离子源工作的气压范围为2×10‑2～7×10‑2Pa，功率为100～150W，清洗时间为10～50min；b、采用惰性气体为工作气体，对螺栓工件进行溅射沉积Cr膜，工作气压为0.1～10Pa，单位靶溅射功率为1～5W/cm2，采用至少一个溅射靶对螺栓工件进行溅射沉积Cr膜，溅射时间为100～1500s；c、采用氮气和惰性气体的混合气体为工作气体，对螺栓工件进行溅射沉积Cr‑N膜，工作气压为0.1～10Pa，单位靶溅射功率为1～5W/cm2，采用至少一个溅射靶对螺栓工件进行溅射沉积Cr‑N膜，溅射时间为100～1500s；d、依次重复步骤b、步骤c 5～25次，使纯Cr层和Cr‑N层在螺栓工件表面交替层叠形成周期排列的多层膜结构；(3)螺栓工件的热处理将步骤(2)所得螺栓工件置于马弗炉中，设置升温速度为5～10℃/min，升温至500～600℃后保温1～3h，然后随炉冷却；(4)第二防护膜的构建将步骤(3)所得螺栓工件浸泡在质量浓度为3～8％的甲基丙烯酸甲酯的甲醇溶液中，并向该溶液中添加偶氮二异丁腈，使该偶氮二异丁腈的质量为甲基丙烯酸甲酯质量的0.1～0.3％，然后于50～60℃下静置6～8h，取出烘干即可。