一種耐蝕抗磨多層涂鍍層的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于表面工程技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及一種用于鋼制工件表面的耐蝕抗磨多層 涂鍛層。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著現(xiàn)代工業(yè)的飛速發(fā)展，工業(yè)產(chǎn)品面臨的工況環(huán)境愈加惡劣，基于零部件壽命、 可靠性、可維護(hù)W及節(jié)約成本的考慮，對零件材料進(jìn)行特定功能性的表面改性改良技術(shù)得 到了快速發(fā)展。而防護(hù)性涂鍛層作為一種普通使用的功能涂層更是在廣大工業(yè)產(chǎn)品上得到 了普遍應(yīng)用，運(yùn)其中電鍛鋒、鍛儒涂層即是其中的代表涂層。
[0003] 由于純鍛鋒涂層耐蝕壽命較短（中性鹽霧試驗(yàn)含50化），鍛儒存在劇毒和嚴(yán)重的環(huán) 境污染問題，多年來人們致力于開發(fā)鋒基合金共沉積，常見的是在鍛鋒液中引入鐵族金屬， 如化^6、仿、吐、1'1、111、￥等，形成^鋒為主的共沉積層，運(yùn)些合金共沉積層比通常使用的純 鋒鍛層具有更加優(yōu)良的防護(hù)性能，常用作高耐蝕性鍛層，同時(shí)其加工性能優(yōu)異，在國外已經(jīng) 得到了廣泛應(yīng)用，國內(nèi)也已經(jīng)將鋒基合金共沉積層應(yīng)用于電纜橋架、煤礦井下液壓支架、汽 車鋼板及航空、軍工產(chǎn)品等，大大提高了產(chǎn)品的耐蝕性，并節(jié)省了原材料。
[0004] 而在更加惡劣工況下工作的部件，隨著對防護(hù)性鍛層的質(zhì)量要求越來越高，傳統(tǒng) 的鋒鍛層已不能滿足高耐蝕性要求，除了要求更加長壽命的耐腐蝕性能外（比如中性鹽霧 試驗(yàn)^ 4000h)，還要求涂層具有提高工件抗微動(dòng)磨損、抗微粒磨損和抗沖蝕磨損的功能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明提供了一種耐蝕抗磨多層涂鍛層，該涂鍛層在鋼制工件表面由內(nèi)到外依次 為:黏接層、耐蝕層、抗磨層和封閉層;或者依次為黏接層、耐蝕層和封閉層。
[0006] 其中，上述耐蝕抗磨多層涂鍛層中，所述黏接層為厚度1~3WI1的純儀層。
[0007] 其中，上述耐蝕抗磨多層涂鍛層中，當(dāng)所述涂鍛層為四層時(shí)，所述耐蝕層為厚度5 ~25]im的鋒基合金共沉積層。
[000引其中，上述耐蝕抗磨多層涂鍛層中，當(dāng)所述涂鍛層為=層時(shí)，所述耐蝕層由厚度5 ~25WI1的鋒基合金共沉積層和陶瓷相共同構(gòu)成。
[0009] 其中，上述耐蝕抗磨多層涂鍛層中，當(dāng)所述涂鍛層為四層時(shí)，所述抗磨層為厚度5 ~25皿的ai-P、Ni-P和Si-Ni-P復(fù)合層中的至少一種。
[0010] 其中，上述耐蝕抗磨多層涂鍛層中，當(dāng)所述涂鍛層為四層時(shí)，所述抗磨層由厚度5 ~25WI1的化-P、Ni-P和化-Ni-P復(fù)合層中的至少一種，W及陶瓷相共同構(gòu)成。
[0011] 其中，上述耐蝕抗磨多層涂鍛層中，所述封閉層為采用有機(jī)娃、橡膠和環(huán)氧樹脂中 的至少一種對鍛層進(jìn)行表面封閉處理所得。
[0012] 其中，上述耐蝕抗磨多層涂鍛層中，所述陶瓷相為Ti化、TiC、Si〇2、SiC、Al2〇3、Zr^、 Si3N4和BN中的至少一種。
[0013] 其中，上述耐蝕抗磨多層涂鍛層中，所述鋒基合金共沉積層為Zn-NiJn-Fe和Zn- Co共沉積層中的至少一種。
[0014] 其中，上述耐蝕抗磨多層涂鍛層中，所述的Zn-Ni共沉積層中Ni的質(zhì)量百分含量為 10 %~15 %，所述Zn-Fe共沉積層中化的質(zhì)量百分含量為0.3 %~0.7 %，所述化-Co共沉積 層中Co的質(zhì)量百分含量為0.6%~1 %。
[0015] 進(jìn)一步的，當(dāng)所述涂鍛層為四層時(shí)，所述涂鍛層在鋼制工件表面的結(jié)合方式為:將 鋼制工件表面預(yù)處理后，采取化學(xué)鍛或電化學(xué)鍛方法在鋼制工件表面制備黏接層;再在堿 性鍛液條件下，采用電化學(xué)鍛方法在黏接層上沉積耐蝕層;然后采用化學(xué)鍛或電化學(xué)鍛方 法在耐蝕層上沉積抗磨層;最后對鍛層進(jìn)行封閉處理。
[0016] 進(jìn)一步的，當(dāng)所述涂鍛層為=層時(shí)，所述涂鍛層在鋼制工件表面的結(jié)合方式為:將 鋼制工件表面預(yù)處理后，采取化學(xué)鍛或電化學(xué)鍛的方法在鋼制工件表面制備黏接層;再在 堿性鍛液條件下，采用電化學(xué)鍛方法在黏接層上沉積耐蝕層;最后對鍛層進(jìn)行封閉處理。
[0017] 其中，上述的鋼制工件的預(yù)處理為電化學(xué)除油和弱浸蝕處理。
[0018] 其中，上述耐蝕抗磨多層涂鍛層中，所述黏接層為采取化學(xué)鍛或電化學(xué)鍛方法制 備的1~3皿純儀層。
[0019] 其中，上述耐蝕抗磨多層涂鍛層中所述的黏接層按照W下步驟制成:將鋼制工件 作為陰極，在氯化儀200~250g/L、鹽酸180~220g/L、余量為水的鍛液中電化學(xué)沉積一層黏 接層：要求溫度為室溫，電流密度5~lOA/dm 2,時(shí)間：不通電1~4min，通電3~5min;陽極板 為儀板。
[0020] 其中，上述耐蝕抗磨多層涂鍛層中，當(dāng)所述涂鍛層為四層時(shí)，所述耐蝕層為在堿性 鍛液中采用電化學(xué)鍛方法制備的厚度5~25WI1鋒基合金共沉積層;所述堿性鍛液的組分包 括:氧化鋒、氨氧化鋼、鐵系硫酸鹽、絡(luò)合劑和添加劑。
[0021] 優(yōu)選的，上述耐蝕抗磨多層涂鍛層中，當(dāng)所述涂鍛層為四層時(shí)，所述的耐蝕層按照 W下步驟制成：將鍛有黏接層的鋼制工件作為陰極，在氧化鋒8~12g/L、氨氧化鋼100~ 150g/L、硫酸儀8~12g/L、絡(luò)合劑80~120ml/L、添加劑0.3~Ig/L、余量為水的鍛液中電化 學(xué)沉積耐蝕層:要求溫度為20~30°C，電流密度為0.5~4AAlm 2，陽極板為儀板。
[0022] 優(yōu)選的，上述耐蝕抗磨多層涂鍛層中，當(dāng)所述涂鍛層為四層時(shí)，所述的耐蝕層也可 W按照W下步驟制成:將鍛有黏接層的鋼制工件作為陰極，在氧化鋒14~16g/L、氨氧化鋼 140~160g/L、硫酸亞鐵1~2g/L、絡(luò)合劑40~60ml/L、添加劑0.4~Ig/L、余量為水的鍛液中 電化學(xué)沉積耐蝕層:要求溫度為20~30°C，電流密度為1~2. SAAlm2，陽極板為鐵板。
[0023] 優(yōu)選的，上述耐蝕抗磨多層涂鍛層中，當(dāng)所述涂鍛層為四層時(shí)，所述的耐蝕層還可 W按照W下步驟制成:將鍛有黏接層的鋼制工件作為陰極，在氧化鋒8~14g/L、氨氧化鋼80 ~lOOg/L、硫酸鉆1.5~3.0g/L、絡(luò)合劑30~50ml/L、添加劑6~lOg/L、余量為水的鍛液中電 化學(xué)沉積耐蝕層:要求溫度為20~30°C，電流密度為1~4AAlm 2，陽極板為鐵板。
[0024] 其中，上述耐蝕抗磨多層涂鍛層中，當(dāng)所述涂鍛層為=層時(shí)，所述耐蝕層為在堿性 鍛液中采用電化學(xué)鍛方法制備的厚度5~25WI1鋒基合金-陶瓷共沉積層;所述堿性鍛液的組 分包括:氧化鋒、氨氧化鋼、鐵系硫酸鹽、絡(luò)合劑、添加劑和陶瓷相。
[0025] 優(yōu)選的，上述耐蝕抗磨多層涂鍛層中，當(dāng)所述涂鍛層為=層時(shí)，所述的耐蝕層按照 W下步驟制成：將鍛有黏接層的鋼制工件作為陰極，在氧化鋒8~12g/L、氨氧化鋼100~ 150g/L、硫酸儀8~12g/L、絡(luò)合劑80~120ml/L、添加劑0.3~Ig/L、陶瓷相5~lOg/L、余量為 水的鍛液中電化學(xué)沉積耐蝕層:要求溫度為20~30°C，電流密度為0.5~4A/dm2;陽極板為 儀板。
[0026] 優(yōu)選的，上述耐蝕抗磨多層涂鍛層中，當(dāng)所述涂鍛層為=層時(shí)，所述的耐蝕層也可 W按照W下步驟制成:將鍛有黏接層的鋼制工件作為陰極，在氧化鋒14~16g/L、氨氧化鋼 140~160g/L、硫酸亞鐵1~2g/L、絡(luò)合劑40~60ml/L、添加劑0.4~Ig/L、陶瓷相5~lOg/L、 余量為水的鍛液中電化學(xué)沉積耐蝕層:要求溫度為20~30°C，電流密度為1~2.5A/dm 2，陽 極板為鐵板。
[0027] 優(yōu)選的，上述耐蝕抗磨多層涂鍛層中，當(dāng)所述涂鍛層為=層時(shí)，所述的耐蝕層還可 W按照W下步驟制成:將鍛有黏接層的鋼制工件作為陰極，在氧化鋒8~14g/L、氨氧化鋼80 ~lOOg/L、硫酸鉆1.5~3.0g/L、絡(luò)合劑30~50ml/L、添加劑6~lOg/L、陶瓷相5~lOg/L、余 量為水的鍛液中電化學(xué)沉積耐蝕層:要求溫度為20~30°C，電流密度為1~4A/dm 2，陽極板 為鐵板。
[0028] 其中，上述耐蝕抗磨多層涂鍛層中，所述堿性渡液中，所述鐵系硫酸鹽為硫酸鐵、 硫酸鉆或硫酸儀;所述絡(luò)合劑為巧樣酸鋼與=乙醇胺的混合液、乙醇酸鋼與=乙醇胺的混 合液或酒石酸鐘鋼與=