The invention relates to a preparation method of a high oxidation resistance and corrosion resistance composite coating on the surface of low carbon steel, which relates to the technical field of metal surface coating; the specific steps are as follows: a composite powder of graphene and nickel is cladded on the surface of low carbon steel once; the surface of the cladded low carbon steel and aluminized mixture is aluminized; and the mixture powder of graphene and aluminized after ball milling is infiltrated on the surface. Aluminum treated low carbon steel surface is subjected to secondary cladding; low carbon steel subjected to secondary cladding is placed in etching solution for etching; the present invention adds oxidation and corrosion resistance of low carbon steel, uses surface aluminizing technology and surface superhydrophobic treatment to form an anti-corrosion and oxidation element coating on the surface of low carbon steel, and resists oxidation and corrosion of low carbon steel at high temperature. The corrosion and other properties of the steel can be obviously improved; while ensuring the strength of the steel, the invention enlarges the application field, service conditions and service life of the low carbon steel.
【技术实现步骤摘要】
一种低碳钢表面高耐氧化耐腐蚀复合涂层的制备方法
本专利技术涉及金属表面涂层
,尤其涉及一种低碳钢表面高耐氧化耐腐蚀复合涂层的制备方法。
技术介绍
目前磨损、腐蚀、断裂是材料失效的最主要的三种形式。每年因为腐蚀、断裂和磨损造成的直接和间接经济损失约占世界年均GDP的4%,是台风、地震、海啸等造成的经济损失的总和。目前对于金属的增强方法主要是从金属本身的冶炼方式、冶炼成分、使用环境和表面改性等技术加以增强。现在单一的金属表面涂层技术已经无法满足日益严峻的材料的使用环境,研究人员正在追求抗腐蚀性能更好的表面涂层技术或者采用多层涂覆的方式来对金属表面进行改性。而钢件表面渗铝技术使钢件拥有优异的抗氧化性能,得到越来越多人的重视。表面渗铝技术现已被证明是一种可有效提高钢材耐腐蚀性能的方法。但以往的研究与应用主要针对普通碳钢、合金钢等材料。可以通过调整渗剂配方、包埋温度、包埋时间获得理想的渗铝层组织和性能。而铝表面超疏水处理技术也越来越成熟。超疏水处理使水无法浸润超疏水表面,而是以液滴的形式存在,这极大地减小了水与材料表面的直接接触,因此在金属基体上构筑的超疏水表面表现出极佳的耐腐蚀性能。同时,超疏水表面还具有自清洁性能、抗结霜性能和界面减阻效应。已有研究表明,固体表面的润湿性由表面化学成分和表面粗糙度共同决定。其中前者决定表面呈亲水性质,还是呈疏水性质;后者的作用犹如放大器,亲水的表面经织构化处理后将更加亲水,而疏水表面经织构化处理后将更加疏水。同时为了尽量避免生产铁铝合金合金,增加低碳钢表面的脆性。本专利技术通过将表面渗铝和表面超疏水处理的技术相结合,该善相关 ...
【技术保护点】
1.一种低碳钢表面高耐氧化耐腐蚀复合涂层的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:a)一次熔覆:在1450‑1500℃下,将经过球磨的石墨烯和镍的混合粉末熔覆在低碳钢表面;b)渗铝处理:将所述的一次熔覆后的低碳钢与渗铝混合剂共同置于550‑600℃下,保温10‑12h进行表面渗铝处理,所述的渗铝混合剂为:质量百分比为5%‑6%的纯Al粉,2%‑3%的NH4Cl溶液,3%‑5%的CeCl2粉末,其余为氧化铝粉末;c)二次熔覆:在700‑750℃下,将经过球磨的石墨烯和铝的混合粉末熔覆在所述的渗铝处理后的低碳钢表面;d)刻蚀处理:将经过二次熔覆的低碳钢置于刻蚀溶液中进行刻蚀,刻蚀后得到所述的复合涂层,所述的刻蚀溶液为十二烷基苯磺酸钠的盐酸溶液。
【技术特征摘要】
1.一种低碳钢表面高耐氧化耐腐蚀复合涂层的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:a)一次熔覆:在1450-1500℃下,将经过球磨的石墨烯和镍的混合粉末熔覆在低碳钢表面;b)渗铝处理:将所述的一次熔覆后的低碳钢与渗铝混合剂共同置于550-600℃下,保温10-12h进行表面渗铝处理,所述的渗铝混合剂为:质量百分比为5%-6%的纯Al粉,2%-3%的NH4Cl溶液,3%-5%的CeCl2粉末,其余为氧化铝粉末;c)二次熔覆:在700-750℃下,将经过球磨的石墨烯和铝的混合粉末熔覆在所述的渗铝处理后的低碳钢表面;d)刻蚀处理:将经过二次熔覆的低碳钢置于刻蚀溶液中进行刻蚀,刻蚀后得到所述的复合涂层,所述的刻蚀溶液为十二烷基苯磺酸钠的盐酸溶液。2.根据权利要求1所述的一种低碳钢表面高耐氧化耐腐蚀复合涂层的制备方法,其特征在于,所述的石墨烯和镍的混合粉末是由质量百分比为0.4-0.6%的石墨烯粉末和99.4-99.6%的镍粉组成,所述的石墨烯和镍的球磨转速为转速为300-350r/min,球磨时间为1-2h。3.根据权利要求1所述的一种低碳钢表面高耐氧化耐腐蚀复合涂层的制备方法,其特征在于,所述的石墨烯和铝的混合粉末是由质量百分比为0.3-0.6%的石墨烯粉末和99.4-99.7%的铝粉组成,所述的石墨烯和铝的球磨转速为转...
【专利技术属性】
技术研发人员:刘和平,程少磊,高一波,孙凤儿,张国伟,刘斌,裴畅贵,荆兴斌,刘浪浪,
申请(专利权)人:中北大学,
类型:发明
国别省市:山西,14
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