[发明专利]一种基于渗氮处理的不锈钢带的制备方法在审

专利信息
申请号: 202210740131.8 申请日: 2022-06-28
公开(公告)号: CN115341168A 公开(公告)日: 2022-11-15
发明(设计)人: 范根;单朝晖;王勇;陈磊;陈建琪;秦东锋;曹鹏飞;昝玉明;瞿桂华;单建 申请(专利权)人: 江苏甬金金属科技有限公司
主分类号: C23C8/38 分类号: C23C8/38;C23C8/02;C23C24/10;C09D175/04;C09D5/08;C09D7/61;C09D7/65
代理公司: 苏州广正知识产权代理有限公司 32234 代理人: 李猛
地址: 226000 江苏省南通*** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 一种 基于 处理 不锈钢 制备 方法
【说明书】:

发明提供一种基于渗氮处理的不锈钢带的制备方法,将奥氏体不锈钢形变后通过回火与固溶处理调节缺陷及第二相;在低温渗氮前进行稀土激光熔覆,选用铬、镍、镧进行熔覆层的制备;在渗氮不锈钢带表面涂覆防腐层,制备具有微纳分级结构的疏水氮化硼粉体;以微晶纤维素、壳聚糖为网络单元,以氢氧化钠/尿素/水为溶剂体系、甲基三甲氧基硅烷、镍氮掺杂碳纳米材料为改性剂,采用“冻融‑浸渍”两步法制得三维互穿多孔结构的超疏水改性壳聚糖气凝胶;在防腐层中,以水性聚氨酯作为基料,引入疏水氮化硼纳米粉体为填料,加入改性壳聚糖气凝胶,提高防腐层与不锈钢带之间的结合力,提升渗氮不锈钢带表面的表面疏水性、耐候性。

技术领域

本发明涉及不锈钢技术领域,具体是一种基于渗氮处理的不锈钢带的制备方法。

背景技术

不锈钢的渗氮处理是热渗扩工艺的一种,热渗扩处理是用加热扩散的方式使渗扩元素渗入到金属基材表层,形成合金层,有利于提高金属基材的硬度。不锈钢的渗氮处理主要有离子渗氮、气体渗氮、液体渗氮三大类。

离子渗氮是利用阴极与阳极之间在高电压低气压环境中的辉光放电现象,对阴极放置的工件进行渗氮处理。其相比于气体渗氮和液体渗氮,可缩短工艺周期、节约能源、保护环境,且渗层的厚度和组织可以有效控制。

奥氏体不锈钢被广泛应用于各个行业中,但由于其硬度低、不耐磨,大大缩减了其使用寿命。目前通过离子渗氮处理可以显著提高其硬度及耐磨性,但当渗氮温度超过425℃时,奥氏体不锈钢基体中会出现“贫铬”现象,造成耐蚀性的下降。而渗氮温度较低时,渗氮层以“S相”的形式存在,使得表层硬度显著升高,且不损伤耐蚀性;但由于渗扩温度低,原子扩散速率慢,同时N原子在奥氏体中的扩散系数也较低,造成低温渗氮时渗氮层普遍偏薄。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于渗氮处理的不锈钢带的制备方法,以解决现有技术中的问题。

为了解决上述技术问题,本发明提供如下技术方案:

一种基于渗氮处理的不锈钢带的制备方法,包括以下步骤:

S1:将奥氏体不锈钢投入真空熔炼炉中进行熔炼,热轧后进行回火处理、固溶处理,形成不锈钢带;

S2:将铬、镍和镧单质粉末研磨混合后,置于不锈钢带表面,进行激光熔覆,得到熔覆后不锈钢带;

S3:将熔覆后不锈钢带精磨抛光后清洗干净,进行低温离子渗氮处理,得到预处理不锈钢带;

S4:将疏水氮化硼纳米粉体、改性壳聚糖气凝胶超声混合5-10min,加入水性聚氨酯搅拌1-2h,得到防腐涂料;

S5:将防腐涂料涂覆在预处理不锈钢带表面,形成防腐层,得到一种基于渗氮处理的不锈钢带。

进一步的,铬、镍和镧单质粉末的摩尔比为2:0.5:0.1。

进一步的,回火处理的工作条件为:升温至250℃保温1h、随炉冷却,升温至550℃保温1h、随炉冷却,升温至750℃保温1h、随炉冷却;固溶处理的工作条件为:升温至950℃保温1h、水冷。

进一步的,激光熔覆的工作条件为:激光功率为2.2kW,扫描速度为2.5mm/s,矩形光斑尺寸为10mm×1mm,多道搭接率为25%。

进一步的,低温离子渗氮处理的工作条件为:氮气与氢气比为1:3,工作温度375-385℃,工作气压200-300Pa,工作电流12A。

进一步的,以质量份数计,防腐涂料中各组分组成为:0.5-1份疏水氮化硼纳米粉体、10-20份改性壳聚糖气凝胶、20-35份水性聚氨酯。

进一步的,疏水氮化硼纳米粉体的制备包括以下步骤:将摩尔比为3:1:0.6的镁、氧化硼、氮化硼与氯化铵研磨混合,置于立式燃烧合成釜内,充入氮气,采用螺旋状钨丝线圈通电发热的方式引燃反应剂粉末,并诱发燃烧合成反应,待反应结束后,除杂、破碎、研磨处理,使用1mol/L的盐酸酸洗,过滤、干燥,得到疏水氮化硼纳米粉体。

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