[发明专利]Al-Cr涂层制备及表面微变形方法及Al-Cr涂层表面微变形装置

说明书

本发明公开了Al‑Cr涂层制备及表面微变形方法及Al‑Cr涂层表面微变形装置，该方法首先通过电镀法在钢板表面制备Cr涂层，制备的Cr涂层既可以作为阻挡层，阻碍Al/Fe元素之间的相互扩散，减少Fe‑Al金属间化合物层的厚度，又可以作为扩散元素，提高涂层的耐腐蚀性。再通过热浸镀铝法在带有Cr涂层钢板表面制备Al涂层，获得Al‑Cr涂层。最后，通过Al‑Cr涂层钢板的表面微变形，增强Al‑Cr涂层的致密性，从而进一步提高Al‑Cr涂层钢板的耐腐蚀性能。

技术领域

本发明属于金属材料表面工程技术领域，具体涉及Al-Cr涂层制备及表面微变形方法及Al-Cr涂层表面微变形装置。

背景技术

在日常生活中，金属腐蚀给国家和人民造成了巨大的经济损失，甚至酿成灾难性的事故。因此，金属防腐的重要性日益凸显。在众多的防腐技术中，涂层技术是最直接且较简单的一种。

铝涂层在腐蚀环境中，可在钢板表面生成一层致密的Al₂O₃膜，使涂层钢板具有良好的耐腐蚀性能。目前，常见铝涂层的制备方法有：磁控溅射法、包埋法、热浸镀法等。其中，磁控溅射法所需设备价格昂贵，操作复杂，且涂层制备时成本较高；包埋法制备涂层厚度控制困难，且涂层表面粗糙；而热浸镀法由于工序简单、生产效率高、成本低廉、与钢板结合强度高等优点而被广泛应用。但热浸镀法制备的铝涂层仍有以下问题：1)钢板与铝涂层之间形成具有脆性的Fe-Al金属间化合物层，影响铝涂层钢板的耐蚀性和成形性能；2)热浸镀法制备的铝涂层致密性较差，且表面不平整，涂层不均匀。

发明内容

本发明的目的在于提供一种制备具有优异耐腐蚀性的Al-Cr涂层的方法及其表面微变形的装置，以克服上述现有热浸镀铝涂层的缺陷。

为达到上述目的，本发明Al-Cr涂层制备及表面微变形的装置，包括成型装置和用于对成型装置进行加热的加热装置，成型装置包括相对设置的上模和下模，上模固定在上模柄上，上模柄与动力设备相连接；下模固定在下模柄上，下模柄固定在机架上；

在第一次Al-Cr涂层表面微变形时，上模选用第一模具，第一模具上与Al-Cr涂层相接触的表面上间隔设置有若干凸台；在第二次Al-Cr涂层表面微变形时，上模选用第二模具，第二模具上与Al-Cr涂层相接触的表面为平滑表面。

进步一步的，凸台宽度300μm～500μm，凸台高度100～300μm，相邻的凸台之间的间距为300～500μm。

进步一步的，加热装置包括保温箱体，成型装置设置在保温箱体中，保温箱体中设置有加热元件和测温元件。

进步一步的，保温箱体包括相对设置的第一隔热板和第二隔热板，第一隔热板通过螺栓与第一推杆固定连接，第二隔热板通过螺栓与第二推杆固定连接，在外力作用下，第一推杆和第二推杆带动第一隔热板和第二隔热板闭合。

一种Al-Cr涂层制备及表面微变形方法，包括以下步骤：

步骤1、在钢板表面制备Cr涂层，得到Cr涂层钢板；

步骤2、在Cr涂层钢板表面制备Al涂层：先对Cr涂层钢板进行助镀处理，然后将助镀处理后的Cr涂层钢板浸入具有表面覆盖剂的熔融铝液中进行热浸镀铝，得到具有厚度为26μm～70μm Al-Cr涂层的Al-Cr涂层钢板；

步骤3、Al-Cr涂层钢板的表面微变形：采用权利要求1的装置进行Al-Cr涂层钢板的表面微变形，第一次Al-Cr涂层钢板的表面微变形采用第一模具在500℃～600℃的温度下对Al-Cr涂层钢板施加60MPa～120MPa载荷，保压10min～60min，获得具有表面结构的Al-Cr涂层钢板；第二次整平微变形采用第二模具在500℃～600℃的温度下对Al-Cr涂层钢板施加60MPa～120MPa载荷，保压10min～60min最终获得表面微变形后的Al-Cr涂层钢板。