[发明专利]一种铅合金表面防腐复合涂层的制备方法

说明书

本发明公开了一种铅合金表面防腐复合涂层的制备方法，包括如下内容：将铅合金基体脱脂、酸化处理后，采用电化学沉积法在铅合金表面形成致密的复合涂层；所述电化学沉积的电解液组成包括5～30mmol/L硫酸铈铵、1～5g/L聚乙烯吡咯烷酮、1～8mol/L硫酸；电化学沉积的工艺条件为：温度为25～60℃，扫描循环次数为50～300，电位范围为‑0.9～2V，沉积时间为10～50min。本发明方法在铅合金表面形成的钝化膜主要成分为硫酸铅且含有少量铈元素和有机物的复合膜层，不仅平整致密，且有效增强了铅合金的耐蚀性能；本发明方法工艺简单，耗时短。

技术领域

本发明方法属于防腐涂层制备技术领域，具体涉及一种铅合金表面防腐复合涂层的制备方法。

背景技术

铅合金具有低熔点、高密度、良好的机械强度以及铸造性能，备受切割索等火工品材料的青睐。但铅合金在储存和长途运输过程中，受温度、湿度和大气成分等因素的影响，容易受潮引起表面腐蚀，产生白锈。铅合金表面白锈的存在，严重影响了其使用性能，特别是一些对铅机械性能和耐腐蚀性能要求较高的产品。铅合金的耐腐蚀性能不仅影响生产成本，还会影响产品质量，因此耐腐蚀性能是评价铅合金优劣的关键因素。

目前，铅合金表面通过电化学制备耐蚀涂层的方法，生成的钝化膜较薄，导致与铅合金基体结合力度较弱且氧化膜不致密，从而使铅合金构件耐腐蚀能力较弱。其次，稀土铈元素(Ce)可细化晶粒，使生成的复合膜层稳定性增强，但大多稀土元素都是以热处理工艺将其掺入铅合金，工艺复杂且耗时长。

因此，急需要开发出一种有工业化发展潜力、耐蚀、工艺简单的铅合金涂层材料，从而推动其在航天军工的应用。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的问题，提供一种铅合金表面防腐复合涂层的制备方法，通过电化学方法在铅合金表面生成以PbSO₄为主、含微量稀土元素的有机复合涂层，致密度高，能够有效改善铅合金的耐腐蚀性能。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案:

本发明提供一种铅合金表面防腐复合涂层的制备方法，包括如下内容：将铅合金基体脱脂、酸化处理后，采用电化学沉积法在铅合金表面形成致密的复合涂层；

所述电化学沉积的电解液组成包括5～30mmol/L硫酸铈铵、1～5g/L聚乙烯吡咯烷酮、1～8mol/L硫酸；

所述电化学沉积的工艺条件为：温度为25～60℃，扫描循环次数为50～300，电位范围为-0.9～2V，沉积时间为10～50min。

在铅合金表面形成的钝化膜主要成分为硫酸铅(PbSO₄)且含有少量铈元素和有机物的复合膜层，有效增强了铅合金的耐蚀性能。

随着电沉积工艺的进行，一部分Ce³⁺在硫酸铅氧化膜的孔洞内填充，以增强氧化膜层的致密性；随着沉积时间的延长，逐渐形成了以PbSO₄为主且含有少量稀土元素的复合涂层。

沉积时间越长，膜层厚度越大，但后期增速减缓，进一步地，本发明沉积时间为10～50min。

进一步地，所述脱脂的处理是：将打磨后的铅合金基体置于丙酮溶液中，在室温下除油3～15min。

进一步地，所述酸化处理的处理液为浓度3～10ml/L的硫酸。

进一步地，所述酸化处理的方法为：把脱脂后的铅合金置于硫酸溶液中，室温，在室温下放置3～6min，以除去基体表面的氧化物与锈层。

铅合金在自然环境下放置，其表面会被氧化附着氧化物，从而影响后续的复合涂层工艺，通过脱脂、酸化处理可以清除铅合金基体表面的氧化物层。