【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及金属表面处理，具体为一种铁基材料的表面耐腐蚀耐磨处理工艺。
技术介绍
1、铁基材料是以铁为主要成分的材料，具有优异的机械性能、化学稳定性，在诸多领域有着广泛的应用。并随着科学技术的进步，铁基材料的性能和应用不断地进行着扩展和创新。部分铁基材料，由于其长期处于空气暴露或溶液中，易与氧气、电解质溶液等发生相互作用而腐蚀，会严重影响铁基材料的正常使用。另外，铁基材料所制设备常受摩擦磨损而损坏、失效，需要对其进行表面处理。因此，我们提出一种铁基材料的表面耐腐蚀耐磨处理工艺。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种铁基材料的表面耐腐蚀耐磨处理工艺，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
2、为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种铁基材料的表面耐腐蚀耐磨处理工艺，包括以下工艺步骤：
3、步骤（1）渗镀：将铁基材料与渗锌剂混合，进行转动渗锌，形成渗层；
4、步骤（2）热处理：将上一步骤得到的铁基材料，在氮源、碳源和氧源环境中，进行热处理，形成硬化层；
5、步骤（3）封闭：将上一步骤得到的铁基材料，置于封闭剂中，进行封闭处理，形成封闭层，得到表面耐腐蚀耐磨的铁基材料。
6、进一步的，转动渗锌的工艺条件为：渗锌温度390～420℃，渗锌时间3～4h，转速15～45r/min；
7、渗锌剂的填充量为80%～90%；
8、渗锌剂为金属锌、氧化铝、氯化铵、氯化铈的混合物。
9、进
10、在上述技术方案中，将铁基材料与渗锌剂混合，进行转动渗锌。渗锌剂包括供锌剂金属锌、填充剂氧化铝、活化剂氯化铵、催渗剂氯化铈。在高温加热条件下，氯化铵分解产生h2、n2、hcl气体，前两者为还原性气体，而hcl能够通过化学取代反应促进活性锌原子的产生；活性锌原子接触并吸附在铁基材料的表面，形成合金层；锌、铁原子进一步扩散，形成渗锌层（上述渗层），有助于改善铁基材料的表面性能，提高其耐腐蚀、耐磨能力。
11、渗锌剂中含有氯化铈，会吸附在合金层表面，并通过表面晶界、位错等晶体缺陷进入铁基材料中，促进晶格畸变的大量产生，形成更多缺陷，以促进锌、铁原子的快速扩散，提高渗锌效率。同时，金属铈能够抑制渗锌过程中晶粒的聚集，阻碍晶粒生长，从而促进渗锌层中晶粒的细化和均匀性，减少凹坑的产生，避免裂纹的产生与扩展，提高了渗层质量和力学性能，改善铁基材料的耐腐蚀性能和表面强度。
12、进一步的，氮源、碳源、氧源的通入体积比为100:（1.0～1.5）:（50～60）；
13、氮源为nh3，碳源为co、co2、ch3ch3中的一种；氧源为h2o；
14、氮源的流量为1.0～1.8m3/min。
15、进一步的，热处理的工艺条件为：热处理温度480～570℃，热处理时间4～7h，压力93～130kpa。
16、在上述技术方案中，采用相对较低的热处理温度和热处理时间，使得铁基材料发生适当的奥氏体化，使其强度和韧性提高，晶间脆性得到降低。热处理工艺在氮源、碳源、氧源氛围中进行，使铁基材料渗锌后形成的渗层能够同时发生渗氮和氧化反应，形成锌、铁的氮氧化物，具有较高的硬度和摩擦系数，将得到的膜层记为硬化层，能够进一步提高铁基材料的表面性能，改善其表面耐磨、耐腐蚀性能。
17、进一步的，所述封闭处理的工艺条件为：温度27～32℃，处理时间5～10min。
18、进一步的，所述封闭剂包括以下质量组分：7～12g/l氟硅酸盐、4～6g/l氟钛酸、2～5g/l苯胺化合物、0.35～0.7g/l γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、0.8～1.6g/l2-(全氟己基)乙基甲基丙烯酸酯，封闭剂的ph为3～4。
19、进一步的，氟硅酸盐为氟硅酸钠、氟硅酸钾、氟硅酸铵中的一种。
20、进一步的，苯胺化合物由以下工艺制得：
21、1.将2-咪唑甲醛、二硫代乙酰胺，于n,n-二甲基甲酰胺中混合，置于147～155℃温度下，搅拌回流反应230～270min；冷却，抽滤，洗涤，干燥，得到咪唑-噻唑化合物；
22、2.将4-溴甲基苯甲醛、2-乙酰基吡啶，于无水乙醇中混合，调节体系温度至0～5℃，加入氢氧化钾、氨水混合；升温至147～155℃，反应24h，恢复室温反应50～70min；过滤，洗涤，层析，得到三联吡啶化合物；
23、3.将咪唑-噻唑化合物、3-（溴甲基）苯基氨基甲酸叔丁酯，于丁腈中混合，搅拌并加热至35～45℃，反应30～36h；加入三联吡啶化合物，升温至55～65℃，继续反应36～40h；旋干，过柱，得到化合物a；
24、将化合物a、三氟乙酸，于二氯甲烷中混合，反应8～10h；旋干，加入乙酸乙酯，利用5%碳酸钠溶液调节体系ph至8～9，乙酸乙酯萃取，无水硫酸镁干燥，过滤，旋干，过柱，得到苯胺化合物。
25、进一步的，步骤1中，2-咪唑甲醛、二硫代乙酰胺的摩尔比为（2.2～2.8）:1；
26、2-咪唑甲醛、n,n-二甲基甲酰胺的比例为8g/100ml。
27、进一步的，步骤2中，4-溴甲基苯甲醛、2-乙酰基吡啶的摩尔比为1:（1.8～2.0）；
28、4-溴甲基苯甲醛、无水乙醇的比例为3g/100ml。
29、进一步的，步骤3中，咪唑-噻唑化合物、3-（溴甲基）苯基氨基甲酸叔丁酯、三联吡啶化合物的质量比为（9.7～10.6）:10:（15.6～17.1）；
30、咪唑-噻唑化合物、丁腈的比例为10g/100ml。
31、进一步的，步骤3中，化合物a、三氟乙酸的质量比为（0.40～1.05）:1；
32、化合物a、二氯甲烷的比例为7.5g/100ml。
33、进一步的，所述步骤（3）包括以下工艺：
34、将上一步骤得到的铁基材料，置于27～32℃温度下的封闭剂中，处理5～10min；将体系温度降至0～5℃，加入过硫酸铵aps，处理30～60min；取出，洗涤，干燥，得到表面耐腐蚀耐磨的铁基材料。
35、进一步的，过硫酸铵用量为苯胺化合物质量的1.5%～2.5%。
36、在上述技术方案中，采用封闭剂对热处理后的铁基材料进行封闭处理。其中，封闭剂中的氟硅酸盐能够在酸性条件下水解，产生硅酸（氢氧化硅）；硅酸缩合形成胶体二氧化硅，沉积于铁基材料的表面，能够填补硬化层的表面裂纹等缺陷，从而改善了铁架材料的表面性能，提高其耐腐蚀性能和耐磨性能。氟钛酸能够在酸性条件下水解，形成胶体氧化钛，能够协同氟硅酸盐提高所制封闭层的致密性和完整性，从而进一步改善了封闭层的耐腐蚀性能。γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷水解产生硅醇，能够吸附于铁基材料（硬化层）的表面，并与其表面羟基缩合形成本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种铁基材料的表面耐腐蚀耐磨处理工艺，其特征在于：包括以下工艺步骤：
2.根据权利要求1所述的一种铁基材料的表面耐腐蚀耐磨处理工艺，其特征在于：所述转动渗锌的工艺条件为：渗锌温度390～420℃，渗锌时间3～4h，转速15～45r/min；
3.根据权利要求1所述的一种铁基材料的表面耐腐蚀耐磨处理工艺，其特征在于：所述渗锌剂包括以下质量组分：100份金属锌、5～94份氧化铝、2.0～2.5份氯化铵、2～4份氯化铈。
4.根据权利要求1所述的一种铁基材料的表面耐腐蚀耐磨处理工艺，其特征在于：所述氮源、碳源、氧源的通入体积比为100:（1.0～1.5）:（50～60）。
5.根据权利要求1所述的一种铁基材料的表面耐腐蚀耐磨处理工艺，其特征在于：所述热处理的工艺条件为：热处理温度480～570℃，热处理时间4～7h，压力93～130kPa。
6.根据权利要求1所述的一种铁基材料的表面耐腐蚀耐磨处理工艺，其特征在于：所述苯胺化合物由以下工艺制得：
7.根据权利要求6所述的一种铁基材料的表面耐腐蚀耐磨处理工艺，其特
8.根据权利要求6所述的一种铁基材料的表面耐腐蚀耐磨处理工艺，其特征在于：所述2-咪唑甲醛、二硫代乙酰胺的摩尔比为（2.2～2.8）:1。
9.根据权利要求6所述的一种铁基材料的表面耐腐蚀耐磨处理工艺，其特征在于：所述咪唑-噻唑化合物、3-（溴甲基）苯基氨基甲酸叔丁酯、三联吡啶化合物的质量比为（9.7～10.6）:10:（15.6～17.1）。
...【技术特征摘要】
1.一种铁基材料的表面耐腐蚀耐磨处理工艺，其特征在于：包括以下工艺步骤：
2.根据权利要求1所述的一种铁基材料的表面耐腐蚀耐磨处理工艺，其特征在于：所述转动渗锌的工艺条件为：渗锌温度390～420℃，渗锌时间3～4h，转速15～45r/min；
3.根据权利要求1所述的一种铁基材料的表面耐腐蚀耐磨处理工艺，其特征在于：所述渗锌剂包括以下质量组分：100份金属锌、5～94份氧化铝、2.0～2.5份氯化铵、2～4份氯化铈。
4.根据权利要求1所述的一种铁基材料的表面耐腐蚀耐磨处理工艺，其特征在于：所述氮源、碳源、氧源的通入体积比为100:（1.0～1.5）:（50～60）。
5.根据权利要求1所述的一种铁基材料的表面耐腐蚀耐磨处理工艺，其特征在于：所...
【专利技术属性】
技术研发人员：王方子，
申请(专利权)人：江苏普坦科金属科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。