[发明专利]一种碳钢的表面改性方法

说明书

本发明提供了一种碳钢的表面改性方法，包括以下步骤：步骤a)在碳钢表面滴加0.2‑0.3mol/L的ZnSO₄溶液；步骤b)将步骤a得到的碳钢置于马弗炉中，升温至230‑280℃，保温30‑80min，冷却，洗涤，干燥。与现有技术相比，本发明采用高温渗锌法，在预处理后的洁净碳钢表面上滴加ZnSO₄溶液，高温渗锌。因此，本发明通过表面改性，改变了碳钢表面元素组成，提高了碳钢耐腐蚀性能，通过电化学方法检测，处理后的碳钢表面含锌元素，碳钢的耐腐蚀性能提高。其次，本发明工艺流程简单，操作方便，设备要求宽松，实验条件容易达到。再次，本发明的试样制备时间短，效率高。

技术领域

本发明涉及防腐处理技术领域，尤其涉及一种碳钢的表面改性方法。

背景技术

碳钢是关系到国民经济发展的重要物资，其以资源丰富，价格低廉，生产简单，性能多样等特点，被广泛应用于各种换热器部件和管道设备中。然而，其腐蚀失效问题依然不容忽视。碳钢腐蚀是自发进行的一种冶金的逆过程，其引发的损失和破坏是很惊人的，不仅会造成能源、材料的消耗和设备的失效等直接损失，碳钢腐蚀还会引起装置泄漏、物料污染、工艺流程中断、爆炸和人员伤亡以及环境污染等间接损失。因此，研究碳钢耐腐蚀性能的提高是一项利国利民的重要研究，对推动经济发展、社会进步具有重大意义。

为了降低碳钢腐蚀造成的损失，研究人员采用了各种各样的防腐技术。如激光表面改性、热喷涂、电化学沉积、物理气相沉积、溶胶-凝胶法、气相外延等。通过这些表面处理方法，可以提高碳钢的耐腐蚀性能，赋予其特殊的物理、化学特征等。

现有技术中，申请号为201210539333.2的中国专利文献报道了一种不锈钢丝电弧喷涂防腐工艺及防腐碳钢罐，喷涂防腐工艺包括以下步骤：(1)喷砂除锈；(2)电弧喷涂；(3)封孔剂封孔。申请号为02149223.9的中国专利文献报道了一种碳钢管道防腐方法，在碳钢管的连接处用不锈钢作连接过渡，并将管道加热到220-230℃在管壁上熔结一层环氧树脂薄层。但是，现有技术存在流程复杂，操作困难，成本较高等缺点，防腐蚀性能也有待进一步改进。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供一种碳钢的表面改性方法，工艺简单，操作方便，处理后的碳钢防腐性能好。

有鉴于此，本发明提供了一种碳钢的表面改性方法，包括以下步骤：步骤a)在碳钢表面滴加0.2-0.3mol/L的ZnSO4溶液；步骤b)将步骤a得到的碳钢置于马弗炉中，升温至230-280℃，保温30-80min，冷却，洗涤，干燥；

还包括碳钢的预处理：对碳钢表面进行除油、除锈处理，然后用碳化硅砂纸将碳钢表面逐级打磨至2000号，依次经过高纯水、乙醇、高纯水冲洗擦拭，冷风烘干。

优选的，步骤a中，所述ZnSO4溶液的浓度为0.22-0.28mol/L。

优选的，步骤a中，所述ZnSO4溶液的浓度为0.24mol/L。

优选的，步骤a中，ZnSO4溶液的滴液膜厚为1-3mm。

优选的，步骤a中，ZnSO4溶液的滴液膜厚为2mm。

优选的，步骤b中，升温的温度为240-270℃。

优选的，步骤b中，升温速率为15-20℃/min。

优选的，步骤b中，保温时间为50-80min。