[发明专利]一种喷砂辅助的渗铝不锈钢板的制备方法及不锈钢板

说明书

本发明提供一种喷砂辅助的渗铝不锈钢板的制备方法及不锈钢板。一种喷砂辅助的渗铝不锈钢板的制备方法，包括以下步骤：（1）将不锈钢板进行表面喷砂处理；（2）将经过喷砂处理后的不锈钢板转入450℃~550℃的混合气体气氛中进行二次表面处理，混合气体为氯化氢与氨气的混合气体；（3）将经过二次表面处理后的不锈钢板采用固体粉体渗剂进行表面渗铝处理，渗铝处理的温度为500℃~550℃，所述渗铝处理的时间为2.5~3.5h。本发明的一种喷砂辅助的渗铝不锈钢板的制备方法降低了渗铝的工艺处理温度，在较短的时间内就可在不锈钢板表面形成厚度均匀的渗铝层，降低了不锈钢板渗铝工艺处理的能耗，提高了渗铝工艺处理的效率。

技术领域

本发明属于金属工件表面处理技术领域，具体涉及一种喷砂辅助的渗铝不锈钢板的制备方法及不锈钢板。

背景技术

不锈钢因具有耐腐蚀、耐高温、机械强度高、韧性高及可回收利用等诸多优良特性，被广泛应用并快速发展。但在工程应用中，不锈钢不是在任何工作条件下都具有良好的耐腐蚀性，在含氯离子、硫酸根离子及硫化氢的工作环境中，不锈钢内可能出现点蚀、缝隙腐蚀、晶间腐蚀、应力腐蚀等局部腐蚀破坏现象，这种腐蚀隐蔽性较高，容易造成重大的工程事故。国内外针对不锈钢腐蚀的研究已有很多，可归结为以下几种方法：优化钢材组织结构、腐蚀介质中添加缓蚀剂、表面钝化处理、化学热处理、钢材表面涂层技术以及自组装缓蚀功能膜技术等。其中，化学热处理技术是指通过渗入不同的合金元素，使工件表面渗层的耐蚀性、耐磨性和抗高温氧化性能大幅度提高，并且渗层具有与基体结合强度高、不易脱落等优点，这些是涂层技术、物理气相沉积技术无法达到的。

不锈钢表面渗铝技术是化学热处理中非常有效的一种，如中国专利CN201910044334.1公开了抗高温蠕变性优良的改性奥氏体不锈钢及制备方法，该改性钢包括钢基体和渗层，渗层由内至外包括40～80μm的含Al的Fe相扩散层、50～100μm的Fe-Al化合物层和10～20μm的Al2O3薄膜。制备方法包括：（1）电解抛光；（2）渗铝：分别于400～600℃和900℃～1050℃下处理，炉冷；（3）喷砂：于0.6～0.9MPa氮气下进行；（4）退火：1000～1100℃下退火，炉冷；（5）激光冲击强化：单脉冲能量4～7J，光斑直径2.6～3mm，次数1～3次。该专利的改性钢在熔融铝硅合金条件下抗蠕变性能和抗腐蚀性能优良、渗层无脆性相、与基体结合力强、抗剥落性能及韧性和强度好。为了提高铝在不锈钢基体表层的渗透性，该专利通过电解抛光对不锈钢基体进行前处理，以去除不锈钢基体表面的钝化膜，这种电解抛光的前处理方法需要使用大量的浓硫酸和浓磷酸，增加了废酸处理负担且生产过程不经济环保，前处理过程复杂；另外，为了提高铝在不锈钢基体表层的渗透量，该专利需要在高温（900℃～1050℃）条件下进行渗铝操作，工艺温度高且渗铝时间长（10h~15h），导致能耗大、效率低，而且渗铝过程的高温处理会使得不锈钢工件晶粒变大，工件的尺寸精度难以保证，使得不锈钢工件的机械性能下降。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足之处，提供一种喷砂辅助的渗铝不锈钢板的制备方法及不锈钢板。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种喷砂辅助的渗铝不锈钢板的制备方法，包括以下步骤：

（1）将不锈钢板进行表面喷砂处理；

（2）将经过所述喷砂处理后的不锈钢板转入450℃~550℃的混合气体气氛中进行二次表面处理，所述混合气体为氯化氢与氨气的混合气体；

（3）将经过所述二次表面处理后的不锈钢板采用固体粉体渗剂进行表面渗铝处理，所述渗铝处理的温度为500℃~550℃，所述渗铝处理的时间为2.5~3.5h。

优选地，所述混合气体中氯化氢与氨气的体积比为（1~3）:1。

优选地，所述喷砂处理条件为：喷砂磨料的粒度为60目或120目；喷砂距离为5~10cm；喷砂时间为3~5min；喷砂压力为0.5~0.6MPa；喷砂角度为60~90°。

优选地，所述喷砂磨料为白刚玉或石英砂。