[发明专利]一种稳定耐腐蚀不锈钢件

说明书

技术领域

本发明涉及一种稳定耐腐蚀钢件，属于金属加工领域。

背景技术

不锈钢由于其优异的性能，已经在生产生活的各个方面得到了广泛应用。可以通过多种方法获得不锈钢成品。在粉末冶金中，不锈钢粉末通过高温烧结致密化而最终得到产品，其中真空烧结就是一个很常用的方法。但是在真空烧结中，不锈钢中防锈的Cr元素会挥发，从而影响不锈钢产品的性能。因此，可以考虑在不锈钢表面施加防护涂层用来增加其耐腐蚀性，然而，实践证明防护涂层与不锈钢基体之间很容易脱裂，因而如何提升不锈钢表面的耐腐蚀能力是当务之急。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种表面耐腐蚀性能良好的稳定耐腐蚀不锈钢件。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种稳定耐腐蚀不锈钢件，包括基材，所述基材为不锈钢，基材表面覆盖耐腐蚀层，所述耐腐蚀层厚度28-30μm，成分包括NiAl和Ni₃Al，所述NiAl和Ni₃Al的比例为1-5:1-7。

作为本发明优选的技术方案，所述不锈钢为AISI316不锈钢。

作为本发明优选的技术方案，所述耐腐蚀层厚度30μm。

作为本发明优选的技术方案，所述耐腐蚀层中NiAl和Ni₃Al的比例为1:1。

本发明渗层质量好，表面主要成分为NiAl和Ni₃Al，提升了渗层和基体间的结合力；随时间进行在不锈钢表面可以形成较完整致密的防腐氧化铝表面层，从而可以有效抗腐蚀。表面形成氧化膜后，可以有效阻止氧原子的进一步渗入，整体表面性能稳定。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例1

一种钢件表面处理的方法，包括如下步骤：

(1)截取尺寸10*10*5mm的钢材试样作为基材，选用块状纯铝作为源极材料；

(2)将钢材试样经过多道次砂纸打磨、打磨后用0.5μm的金刚石喷雾抛光剂进行机械抛光，再依次在丙酮、酒精、去离子水中超声清洗10min，烘干后，封装待用；

(3)用双层辉光等离子渗金属真空炉进行渗铝处理，用不锈钢圆筒作为辅助阴极，将基材和块状纯铝置于辅助阴极内；

(4)开始表面处理：工艺参数为频率55Hz，极间距15mm，保温温度800℃，保温时间2h，源极电压400V，阴极电压250V，处理后试样随炉冷却至室温。

采用X射线衍射仪分析渗铝层相结构，用能谱仪分析试样表面及截面元素分布，采用电子天平(精度为0.1mg)测定渗铝钢的氧化增重量。

检测结果显示，渗层与基体形成了良好的冶金结合，表面Al的质量分数为25.60％；

物相分析显示，渗层的主要相成分为NiAl和Ni₃Al，NiAl和Ni₃Al的比例为1:1。铝在Fe基体中的溶解度很小，且铝和镍的亲和力比铝和铁的亲和力大，因此优先形成镍铝合金，镍铝合金提升了渗层和基体间的结合力，经测量耐腐蚀层厚度28μm。

在600℃对试样进行氧化2h，氧化后EDS分析后，可以看出表面层主要是Al、O元素，且表面Al与O的原子比约为0.641，接近Al₂O₃中原子的理论比，由此可以推测，试样经氧化处理后的表面主要成分为Al₂O₃。这从另一个方面反映出，本发明可在不锈钢表面形成较完整致密的铝表面层，从而可以有效抗腐蚀。

将试样在600℃进一步氧化4h、6h，发现增重现象不明显，说明表面形成氧化膜后，可以有效阻止氧原子的进一步渗入，整体表面性能稳定。

实施例2

钢件表面处理的方法，包括如下步骤：

(1)截取尺寸10*10*5mm的钢材试样作为基材，选用块状纯铝作为源极材料；

(2)将钢材试样经过多道次砂纸打磨、打磨后用0.5μm的金刚石喷雾抛光剂进行机械抛光，再依次在丙酮、酒精、去离子水中超声清洗10min，烘干后，封装待用；

(3)用双层辉光等离子渗金属真空炉进行渗铝处理，用不锈钢圆筒作为辅助阴极，将基材和块状纯铝置于辅助阴极内；

(4)开始表面处理：工艺参数为频率60Hz，极间距20mm，保温温度900℃，保温时间3h，源极电压600V，阴极电压350V，处理后试样随炉冷却至室温。