專利名稱：：一種耐海洋氣候工程零件進(jìn)行防腐處理的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種耐海洋氣候工程零件進(jìn)行防腐處理的方法。
背景技術(shù)：
：隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，應(yīng)用于近海和海洋中的工程裝備越來越多，其服役條件按IS09225環(huán)境評價標(biāo)準(zhǔn)一般〉C5級，屬于極端惡劣環(huán)境。所述環(huán)境大氣多雨、高溫、多鹽霧和強(qiáng)風(fēng)流，裸露在外的零件將受到強(qiáng)烈的大氣腐蝕、電化學(xué)腐蝕以及氣流沖刷侵蝕的綜合作用，各種鋼結(jié)構(gòu)的使用壽命遠(yuǎn)低于一般內(nèi)陸戶外環(huán)境。如在海洋氣候條件下服役的典型工程裝備之一風(fēng)力發(fā)電設(shè)備，由于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組是利用風(fēng)能發(fā)電，而在海岸線、離岸海洋中具有豐富的風(fēng)力資源，風(fēng)電場的建設(shè)有很大比例是選址在近海岸或離岸海洋中。然而，由于機(jī)組的外部構(gòu)件如機(jī)艙、引擎罩、塔架等直接裸露于極端的腐蝕大氣中，采用常規(guī)的防護(hù)措施，往往僅數(shù)個月便產(chǎn)生嚴(yán)重的腐蝕，這帶來了巨大的損失，據(jù)統(tǒng)計，海洋腐蝕的損失約占總腐蝕損失的1/3，不僅如此，因為海洋腐蝕帶來的事故更是無法計算損失。如1969年日本一艘5萬噸級礦石專用運(yùn)輸船，因為腐蝕脆性破壞而突然沉沒。因此，加強(qiáng)腐蝕控制、減少金屬材料的損耗，避免設(shè)備在海洋環(huán)境中遭到過早的或意外的損壞，有著非常重要的戰(zhàn)略意義?，F(xiàn)代表面工程技術(shù)的快速發(fā)展，為鋼鐵表面的腐蝕防護(hù)提供了多種解決方法，如電鍍、化學(xué)鍍、熱噴涂、氣相沉積等。然而，電鍍和化學(xué)鍍的鍍層太薄，一般只有幾個微米，而涂層的本身硬度太低難以抵抗含顆粒氣流沖刷。熱噴涂雖然具有涂層厚度大、操作簡便等優(yōu)點(diǎn)，但被防護(hù)的零件的表面形狀、尺寸控制較難，基本不適于本項目研究目標(biāo)零件。而氣相沉積成本高、難以處理大面積零件，且涂層本身厚度薄、存在針孔而在鹽霧中C1—的侵蝕下會發(fā)生快速腐蝕。另外，上述的手段還存在的共性的問題是上述的技術(shù)手段工藝復(fù)雜，生產(chǎn)成本高，并且更為嚴(yán)重的是，采用上述技術(shù)手段獲得的涂鍍層在環(huán)境、應(yīng)力協(xié)同作用下，很容易剝落而失去防護(hù)效果，因此，研發(fā)行之有效的新的防腐工藝，已成為當(dāng)前產(chǎn)業(yè)發(fā)展的迫切需求。
發(fā)明內(nèi)容針對現(xiàn)有技術(shù)中這些問題，本發(fā)明提供一種耐海洋氣候工程零件的防腐處理的方法，從而徹底解決了現(xiàn)在技術(shù)中存在的問題。本發(fā)明提供的一種耐海洋氣候工程零件進(jìn)行防腐處理的方法，包括第一步對零件進(jìn)行除銹處理；第二步對零件進(jìn)行浸蝕處理；第三步對零件進(jìn)行表面活化處理；第四步將零件放在氣氛保護(hù)爐內(nèi)預(yù)熱；第五步將經(jīng)預(yù)熱的零件浸入鍍液中浸沒，浸沒過程中對零件施以旋轉(zhuǎn)；第六步將已浸鍍的零件放入真空爐內(nèi)擴(kuò)散處理；60。C，時間為30第七步采用涂料進(jìn)行封閉處理。優(yōu)選的，其中第一步中所述除銹處理是先將零件清洗、除油后，再通過酸洗進(jìn)行除銹處理。優(yōu)選的，其中第二步中所述浸蝕處理是將除油除銹后的零件放在鹽酸和氫氟酸混合溶液中，室溫浸蝕13分鐘，再去離子水漂洗；其中所述鹽酸和氫氟酸混合溶液以體積計算鹽酸HC1占94%96%，氫氟酸冊占4%6%。優(yōu)選的，其中第三步中所述表面活化處理的處理溫度為4040min，所述表面活化處理的活化液的配方為乙二醇<:211602600900ml/L酸性氟化銨朋4冊22545g/L氯化鎳NiCl2-6H201030g/L硼酸H3B032060g/L乳酸C3H6031035ml/L醋酸C2H40270230ml/L。優(yōu)選的，其中第四步中將所述零件放在氣氛保護(hù)爐內(nèi)經(jīng)500分鐘。650。C預(yù)熱10205分鐘，其中所述鍍優(yōu)選的，其中第五步中將經(jīng)預(yù)熱的零件浸入鍍液中，浸沒1液主要由Zn、Al、Si、RE、微合金元素和納米氧化物顆粒增強(qiáng)劑組成，所述納米氧化物顆粒增強(qiáng)劑選自Ti02、Ce02中的一種或兩種，所述微合金元素選自Mg、Ti、Ni中的一種或任意幾種，并且各組成成份占鍍液總質(zhì)量百分比為Zn:3558%，Si:0.34.0%，RE:0.021.0%，納米氧化物顆粒增強(qiáng)劑總的含量0.011.0%，微合金元素總的含量0.016.0%，Al:余量。更優(yōu)選的，其中所述納米氧化物顆粒增強(qiáng)劑的平均粒徑為1560nm，所述微合金元素各組成成份的具體加入量占總質(zhì)量百分比為Mg:O.15.0%，Ti:0.010.5%，Ni:0.13.0%。優(yōu)選的，其中第六步中將已浸鍍的零件放入真空爐內(nèi)，80095(TC保溫13小時后逐步降溫取出，使界面處原子擴(kuò)散而在基體上形成擴(kuò)散層從而實(shí)現(xiàn)與涂層與基體的冶金結(jié)合，所述擴(kuò)散層厚度為1030iim。優(yōu)選的，其中第七步中涂料采用硅烷、環(huán)氧樹脂或聚胺酯。另一方面，本發(fā)明還提供一種經(jīng)過防腐處理的耐海洋氣候的零部件，所述零部件表面的涂層厚度為200300iim，所述涂層中還包含使界面處原子擴(kuò)散而在基體上形成的擴(kuò)散層，通過所述擴(kuò)散層實(shí)現(xiàn)涂層與基體的冶金結(jié)合，所述擴(kuò)散層的厚度為1030ym，其中所述擴(kuò)散層經(jīng)過下述工藝過程形成第一步對零件進(jìn)行除銹處理；第二步對零件進(jìn)行浸蝕處理；第三步對零件進(jìn)行表面活化處理；第四步將零件放在氣氛保護(hù)爐內(nèi)預(yù)熱；第五步將經(jīng)預(yù)熱的零件浸入鍍液中浸沒，浸沒過程中對零件施以旋轉(zhuǎn)；第六步擴(kuò)散處理；第七步采用涂料進(jìn)行封閉處理。采用本發(fā)明的活化液在浸鍍前對零件進(jìn)行表面活化處理，基本消除了活化液對零件產(chǎn)生腐蝕的風(fēng)險，而且由于替代了現(xiàn)有技術(shù)中氟硼酸或氫氟酸的使用，環(huán)境污染小，從而更加環(huán)保、節(jié)能。本發(fā)明在浸鍍前將浸鍍的部件放入氣氛保護(hù)爐內(nèi)，預(yù)熱一段時間，從而減小了涂層與基體材料之間的力學(xué)性能失配，使涂層即使在接觸微動載荷作用下也不剝落。另一方面，采用本發(fā)明的鍍液形成的涂層，抵抗大氣腐蝕、電化學(xué)腐蝕以及氣流沖刷侵蝕能力顯著提高，并且涂層的強(qiáng)度、硬度，抗沖刷性能也都得以顯著提高。再者，本發(fā)明在浸鍍后還增加了擴(kuò)散處理的步驟，促使界面處的原子擴(kuò)散而在基材處形成擴(kuò)散層而實(shí)現(xiàn)與涂層與基體的冶金結(jié)合，使涂層與基體結(jié)合牢固，涂鍍層即使在環(huán)境、應(yīng)力協(xié)同作用下，也不容易剝落，從而起到了很好的防護(hù)效果，完全適用于海洋等極端惡劣的環(huán)境。綜上所述，本發(fā)明技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)相比，生產(chǎn)工藝簡化，不僅成本低，而且環(huán)保、節(jié)能。由于不需采用化學(xué)鍍液，因此環(huán)境負(fù)荷也非常小。熱浸鍍操作簡便，材料成本低廉，鍍層厚度可調(diào)整范圍廣，涂層與基體結(jié)合牢固，且涂層的耐蝕、耐磨性好，適合各種尺寸零件的處理，本發(fā)明技術(shù)處理過的零件，可在海洋氣候條件下賦予其充分耐腐蝕性能和抗沖刷侵蝕性能。具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供的耐海洋氣候工程零件進(jìn)行防腐處理的方法，包括第一步對零件進(jìn)行除銹處理；第二步對零件進(jìn)行浸蝕處理；第三步對零件進(jìn)行表面活化處理；第四步將零件放在氣氛保護(hù)爐內(nèi)預(yù)熱；第五步將經(jīng)預(yù)熱的零件浸入鍍液中浸沒，浸沒過程中對零件施以旋轉(zhuǎn)；第六步將已浸鍍的零件放入真空爐內(nèi)擴(kuò)散處理；第七步采用涂料進(jìn)行封閉處理。下面，給出采用本發(fā)明的方法在鋼結(jié)構(gòu)零件表面制備耐海洋氣候防腐涂層的一些優(yōu)選的具體實(shí)施例，但需要說明的是，下述具體實(shí)施例中給出的條件并非是作為必要技術(shù)特征加以描述的，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，完全可以在具體實(shí)施方式所列數(shù)值的基礎(chǔ)上進(jìn)行合理概括和推導(dǎo)。實(shí)施例1(1)將零件清洗、除油后，通過酸洗除銹處理，去離子水漂洗。(2)將除油除銹后的零件在鹽酸HC194%(體積分?jǐn)?shù))+氫氟酸HF6X(體積分?jǐn)?shù))混合溶液中，室溫浸蝕1分鐘，去離子水漂洗。(3)在乙二醇，酸性氟化銨，氯化鎳，硼酸，乳酸，醋酸的混合溶液中活化處理，溫度4(TC，時間40min，去離子水漂洗，干燥。(4)將經(jīng)(1)(3)處理的零件放入氣氛保護(hù)爐內(nèi)，500。C預(yù)熱20分鐘。(5)在氣氛保護(hù)熔煉爐內(nèi)，將經(jīng)預(yù)熱的鋼零件浸入鍍液中，浸沒1分鐘，浸沒過程6中對零件施以旋轉(zhuǎn)。(6)將浸鍍的部件放入真空爐內(nèi)，80(TC保溫3小時后逐步降溫取出，使其鍍層下形成擴(kuò)散層，經(jīng)上述工藝過程，在零件表面形成保護(hù)鍍滲復(fù)合層。(7)采用常規(guī)涂裝工藝及硅烷、環(huán)氧樹脂或聚胺酯等涂料進(jìn)行封閉處理。實(shí)施例2(1)將零件清洗、除油后，通過酸洗除銹處理，去離子水漂洗。(2)將除油除銹后的零件在鹽酸HC195%(體積分?jǐn)?shù))+氫氟酸HF5X(體積分?jǐn)?shù))混合溶液中，室溫浸蝕2分鐘，去離子水漂洗。(3)在乙二醇，酸性氟化銨，氯化鎳，硼酸，乳酸，醋酸的混合溶液中活化處理，溫度5(TC，時間35min，去離子水漂洗，干燥。(4)將經(jīng)(1)(3)處理的零件放入氣氛保護(hù)爐內(nèi)，60(TC預(yù)熱15分鐘。(5)在氣氛保護(hù)熔煉爐內(nèi)，將經(jīng)預(yù)熱的鋼零件浸入鍍液中，浸沒3分鐘，浸沒過程中對零件施以旋轉(zhuǎn)。(6)將浸鍍的部件放入真空爐內(nèi)，88(TC保溫2小時后逐步降溫取出，使其鍍層下形成擴(kuò)散層，經(jīng)上述工藝過程，在零件表面形成保護(hù)鍍滲復(fù)合層。(7)采用常規(guī)涂裝工藝及硅烷、環(huán)氧樹脂或聚胺酯等涂料進(jìn)行封閉處理。實(shí)施例3(1)將零件清洗、除油后，通過酸洗除銹處理，去離子水漂洗。(2)將除油除銹后的零件在鹽酸HC196%(體積分?jǐn)?shù))+氫氟酸HF4X(體積分?jǐn)?shù))混合溶液中，室溫浸蝕3分鐘，去離子水漂洗。(3)在乙二醇，酸性氟化銨，氯化鎳，硼酸，乳酸，醋酸的混合溶液中活化處理，溫度6(TC，時間30min，去離子水漂洗，干燥。(4)將經(jīng)(1)(3)處理的零件放入氣氛保護(hù)爐內(nèi)，65(TC預(yù)熱10分鐘。(5)在氣氛保護(hù)熔煉爐內(nèi)，將經(jīng)預(yù)熱的鋼零件浸入鍍液中，浸沒5分鐘，浸沒過程中對零件施以旋轉(zhuǎn)。(6)將浸鍍的部件放入真空爐內(nèi)，95(TC保溫1小時后逐步降溫取出，使其鍍層下形成擴(kuò)散層，經(jīng)上述工藝過程，在零件表面形成保護(hù)鍍滲復(fù)合層。(7)采用常規(guī)涂裝工藝及硅烷、環(huán)氧樹脂或聚胺酯等涂料進(jìn)行封閉處理。其中，實(shí)施例1-3中表面活化處理的活化液的組成和含量如下表1所示，并且需要特別說明的是，表1中僅僅是給出本發(fā)明活化液的組成和含量的一些優(yōu)選實(shí)施例，但本發(fā)明活化液的組成和含量并不局限于該表中所列數(shù)值，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，完全可以在表中所列數(shù)值范圍的基礎(chǔ)上進(jìn)行合理概括和推理，因此，以下實(shí)施例都只是作為更優(yōu)選的條件，而并非是作為本發(fā)明的必要條件加以描述。表1:活化液配方，每1升(L)的組成和含量，余量為水。<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>其中，實(shí)施例1-3中鍍液的組成和含量如下表2所示，并且需要特別說明的是，表2中僅僅是給出本發(fā)明鍍液的一些優(yōu)選實(shí)施例，盡管表2的微合金元素同時包含Mg、Ti、Ni三種元素，但這些并非是作為必要技術(shù)特征加以描述的，本發(fā)明的微合金元素可以選自Mg、Ti、Ni中的任一種、兩種或三種，類似的，盡管表2中列出所述納米氧化物顆粒增強(qiáng)劑為Ti(^但本發(fā)明的納米氧化物顆粒增強(qiáng)劑還可以選自Ce02或兩種同時使用。表2:各組成成份占總重量的質(zhì)量百分比含量(％)<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>注鍍層結(jié)合力測試方法參照GB1720-79進(jìn)行綜上所述，盡管上面列舉了本發(fā)明一些優(yōu)選的實(shí)施方式，但本發(fā)明的發(fā)明構(gòu)思并不局限于此，凡在此基礎(chǔ)上，對本發(fā)明進(jìn)行非實(shí)質(zhì)性的改動，均應(yīng)落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。權(quán)利要求一種耐海洋氣候工程零件進(jìn)行防腐處理的方法，包括第一步對零件進(jìn)行除銹處理；第二步對零件進(jìn)行浸蝕處理；第三步對零件進(jìn)行表面活化處理；第四步將零件放在氣氛保護(hù)爐內(nèi)預(yù)熱；第五步將經(jīng)預(yù)熱的零件浸入鍍液中浸沒，浸沒過程中對零件施以旋轉(zhuǎn)；第六步將已浸鍍的零件放入真空爐內(nèi)擴(kuò)散處理；第七步采用涂料進(jìn)行封閉處理。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中第一步中所述除銹處理是先將零件清洗、除油后，再通過酸洗進(jìn)行除銹處理。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中第二步中所述浸蝕處理是將除油除銹后的零件放在鹽酸和氫氟酸混合溶液中，室溫浸蝕13分鐘，再去離子水漂洗；其中所述鹽酸和氫氟酸混合溶液以體積計算鹽酸HC1占94%96%，氫氟酸HF占4%6%。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中第三步中所述表面活化處理的處理溫度為4060°C，時間為3040min，所述表面活化處理的活化液的配方為乙二醇C2H602酸性氟化銨NH4HF2氯化鎳NiCl2-6H20硼酸H3B03乳酸C3H603醋酸C2H402600900ml/L2545g/L1030g/L2060g/L1035ml/L70230ml/L。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中第四步中將所述零件放在氣氛保護(hù)爐內(nèi)經(jīng)500650。C預(yù)熱1020分鐘。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中第五步中將經(jīng)預(yù)熱的零件浸入鍍液中，浸沒15分鐘，其中所述鍍液主要由Zn、Al、Si、RE、微合金元素和納米氧化物顆粒增強(qiáng)劑組成，所述納米氧化物顆粒增強(qiáng)劑選自Ti02、Ce02中的一種或兩種，所述微合金元素選自Mg、Ti、Ni中的一種或任意幾種，并且各組成成份占鍍液總質(zhì)量百分比為Zn:3558%，Si:0.34.0%，RE:0.021.0%，納米氧化物顆粒增強(qiáng)劑總的含量:0.011.0%，微合金元素總的含量0.016.0%，Al:余量。7.如權(quán)利要求5所述的方法，其中所述納米氧化物顆粒增強(qiáng)劑的平均粒徑為1560nm，所述微合金元素各組成成份的具體加入量占總質(zhì)量百分比為Mg:0.15.0%，Ti:0.010.5%，Ni:0.13.0%。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中第六步中將已浸鍍的零件放入真空爐內(nèi)，80095(TC保溫13小時后逐步降溫取出，使界面處的原子擴(kuò)散而在基體上形成擴(kuò)散層從而實(shí)現(xiàn)與涂層與基體的冶金結(jié)合，所述擴(kuò)散層厚度為1030iim。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中第七步中涂料采用硅烷、環(huán)氧樹脂或聚胺酯。10.—種經(jīng)過防腐處理的耐海洋氣候的零部件，所述零部件表面的涂層厚度為200300iim，所述涂層中還包含使界面處原子擴(kuò)散而在基體上形成的擴(kuò)散層，通過所述擴(kuò)散層實(shí)現(xiàn)涂層與基體的冶金結(jié)合，所述擴(kuò)散層的厚度為1030ym，其中所述擴(kuò)散層經(jīng)過下述工藝過程形成第一步對零件進(jìn)行除銹處理；第二步對零件進(jìn)行浸蝕處理；第三步對零件進(jìn)行表面活化處理；第四步將零件放在氣氛保護(hù)爐內(nèi)預(yù)熱；第五步將經(jīng)預(yù)熱的零件浸入鍍液中浸沒，浸沒過程中對零件施以旋轉(zhuǎn)；第六步擴(kuò)散處理；第七歩采用涂料進(jìn)行封閉處理。全文摘要本發(fā)明涉及一種耐海洋氣候工程零件進(jìn)行防腐處理的方法，包括第一步對零件進(jìn)行除銹處理；第二步對零件進(jìn)行浸蝕處理；第三步對零件進(jìn)行表面活化處理；第四步將零件放在氣氛保護(hù)爐內(nèi)預(yù)熱；第五步將經(jīng)預(yù)熱的零件浸入鍍液中浸沒，浸沒過程中對零件施以旋轉(zhuǎn)；第六步擴(kuò)散處理；第七步采用涂料進(jìn)行封閉處理，采用本發(fā)明的方法處理過的零件，可在海洋氣候條件下賦予其充分耐腐蝕性能和抗沖刷侵蝕性能。文檔編號C23C2/02GK101748353SQ20091026271公開日2010年6月23日申請日期2009年12月28日優(yōu)先權(quán)日2009年12月28日發(fā)明者馮立新,張敏燕,繆強(qiáng)申請人:無錫麟龍鋁業(yè)有限公司