一種快速制備ＳＰＣＣ冷軋鋼表面耐磨蝕陶瓷涂層的方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種快速制備ＳＰＣＣ冷軋鋼表面耐磨蝕陶瓷涂層的方法，該方法首先將ＳＰＣＣ冷軋鋼進(jìn)行表面清洗，去除基體表面的氧化皮和油脂等污穢；然后把工件放入轟擊爐內(nèi)，進(jìn)行離子加熱過程，處理完畢后，電動啟蓋，快速取出轟擊爐內(nèi)高溫工件，空冷或油冷，獲得耐磨蝕陶瓷涂層。Ｘ射線衍射結(jié)果表明，該涂層含有Ｆｅ３Ｏ４、Ｆｅ２Ｏ３、Ｆｅ２Ｃ、Ｆｅ３Ｃ、ε和γ相；涂層與基底的結(jié)合強(qiáng)度高，涂層硬度為ＨＶ４００～５５０；與未處理的ＳＰＣＣ冷軋鋼板相比，涂層具有良好的耐磨性；與３０４、４３０型兩種不銹鋼煙霧試驗對比，ＳＰＣＣ鋼板表面涂層后，中性鹽霧試驗持續(xù)４００～４５０小時未見腐蝕斑點，具有良好的耐大氣腐蝕性，遠(yuǎn)優(yōu)于未處理ＳＰＣＣ冷軋鋼板和３０４不銹鋼。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及一種快速制備SPCC冷軋鋼制品表面耐磨蝕陶瓷涂層技術(shù)，特別地，涉及一種用程控電脈沖型多功能離子轟擊爐快速制備SPCC冷軋鋼表面耐磨蝕陶瓷涂層的方法。
技術(shù)介紹
SPCC冷軋鋼廣泛應(yīng)用于在工程結(jié)構(gòu)和制造業(yè)各個領(lǐng)域，如汽車摩托車制造業(yè)、家 電制造業(yè)、IT產(chǎn)品制造業(yè)、五金產(chǎn)品制造業(yè)、武器制造業(yè)、儀器儀表制造業(yè)、電氣產(chǎn)品、家具 日用品制造業(yè)等等。因為冷軋鋼屬于亞共析鋼，具有良好的加工工藝性能，具體用途可根據(jù) 設(shè)計要求制造各種結(jié)構(gòu)件和機(jī)器零部件，具有高生產(chǎn)率；通過淬火回火，可以獲得所需的服 役性能。但是，為了提高工件的耐磨性、耐腐蝕性、抗咬合性和減摩性，通常選擇適當(dāng)?shù)暮罄m(xù) 表面化學(xué)處理，以提高服役性能、使用壽命和外觀要求。制造過程中常采用滲碳、氮化、軟氮化、滲金屬、熱浸鋁及其合金、熱浸鋅及其合 金、電鍍鋅、電鍍鉻、化學(xué)鍍、磷化、發(fā)黑、搪瓷等等方法以改善上述一項或二項性能要求。但 是，上述方法對SPCC冷軋鋼制件表面使用性能的提高對于某些工況服役條件還是不夠，如 軟氮化低碳鋼表面硬度一般不超過HV300，對于一些耐腐蝕性和耐磨性要求較高的零件，仍 然不能滿足服役壽命要求；而且有些處理方法處理周期較長，如滲碳、碳氮共滲和氮化等處 理；電鍍硬鉻可以獲得制件的表面硬度和耐磨性，但是伴生環(huán)境保護(hù)要求。因此，采用特殊 的表面處理提高SPCC冷軋鋼制件的表面耐磨和耐腐性性能顯得尤為重要。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種制備SPCC冷軋鋼表面耐磨蝕 陶瓷涂層的方法。本專利技術(shù)的技術(shù)方案如下一種快速制備SPCC冷軋鋼表面耐磨蝕陶瓷涂層的方法， 包括以下步驟(1)處理前，將SPCC冷軋鋼進(jìn)行表面清洗，去除基體表面的氧化皮和油脂等污穢；(2)把預(yù)處理好的工件放入轟擊爐內(nèi)，進(jìn)行離子加熱過程，處理溫度范圍為350 550°C;轟擊爐壓保持在50 600Pa，涂層時間為30 180分鐘；離子轟擊處理所用氣源材 料為工業(yè)液氨、工業(yè)用氧或氣態(tài)碳?xì)浠衔铮?3)處理完畢后，電動啟蓋，快速取出轟擊爐內(nèi)高溫工件，空冷或油冷，獲得耐磨蝕 陶瓷涂層。進(jìn)一步地，所述步驟(2)中，所述氣態(tài)碳?xì)浠衔餅橐夯烊粴狻⒓淄椤⒈椤⒁?炔、一氧化碳等。本專利技術(shù)的有益效果是應(yīng)用本專利技術(shù)的方法，可獲得表面耐磨蝕陶瓷涂層，外觀色澤 分別為黑色(油冷)或為灰白色(空冷)；X射線衍射結(jié)果表明，涂層含有Fe304、Fe203、Fe2C、 Fe3C, ε和Y相；涂層與基底的結(jié)合強(qiáng)度高，涂層硬度為HV400 550 ；與未處理的SPCC冷軋鋼板相比，涂層具有良好的耐磨性；與304、430型兩種不銹鋼煙霧試驗對比，SPCC鋼板 表面涂層后，中性鹽霧試驗持續(xù)400 450小時未見腐蝕斑點，具有良好的耐大氣腐蝕性， 遠(yuǎn)優(yōu)于未處理SPCC冷軋鋼板(0. 5小時出現(xiàn)腐蝕斑點)和304不銹鋼(6小時出現(xiàn)腐蝕斑點)ο附圖說明圖1為本專利技術(shù)實施例SPCC板材表面耐磨耐腐蝕陶瓷涂層截面的金相圖；圖2為本專利技術(shù)實施例的SPCC板材表面耐磨蝕陶瓷涂層晶體結(jié)構(gòu)X射線衍射譜具體實施例方式下面根據(jù)附圖和實施例詳細(xì)說明本專利技術(shù)，本專利技術(shù)的目的和效果將變得更加明顯。本專利技術(shù)處理對象為SPCC冷軋鋼，符合日本國家標(biāo)準(zhǔn)(JIS)的SPCC、SPCD、SPCE等 牌號，符合德國國家標(biāo)準(zhǔn)(DIN)的stl2、stl4、stl4-T、stl5等牌號，符合俄羅斯國家標(biāo)準(zhǔn) (Γ OCT)的 08、10、CT. IK Π > CT. 2 K Π _3、CT. 3Κ Π _4 等牌號。處理前進(jìn)行表面清洗，去除基體表面的氧化皮和油脂等污穢；把預(yù)處理好的工件 放入專用料筐，然后用電動旋升啟閉蓋裝置啟開負(fù)載蓋頭，用機(jī)械手系統(tǒng)把工件和料筐運 動至爐內(nèi)，用電動啟閉蓋裝置閉蓋，進(jìn)行離子加熱過程，處理溫度范圍為350 550°C ；轟擊 爐壓保持在50 600Pa，涂層時間為30 180分鐘；離子轟擊處理所用氣源材料為工業(yè)液 氨、工業(yè)用氧、氣態(tài)碳?xì)浠衔?液化天然氣、甲烷、丙烷、乙炔、一氧化碳等)；處理完畢后， 電動啟蓋和機(jī)械手系統(tǒng)運作快速抓出轟擊爐內(nèi)高溫工件與工裝，空冷或油冷，獲得耐磨蝕 陶瓷涂層，外觀分別為灰白色和黑色。實施例1 采用涂層設(shè)備為程控電脈沖型多功能離子轟擊爐(技術(shù)專利專利 號ZL 022 51500.3)1、涂層基體鋼材為SPCC冷軋鋼，符合日本國家標(biāo)準(zhǔn)(JIS)的SPCC、SPCD、SPCE等 牌號，符合德國國家標(biāo)準(zhǔn)(DIN)的stl2、stl4、stl4-T、stl5等牌號，符合俄羅斯國家標(biāo)準(zhǔn) (Γ OCT)的 08、10、CT. IK Π、CT. 2 K Π _3、CT. 3Κ Π _4 等牌號；2、處理前進(jìn)行表面清洗，去除基體表面的氧化物和油脂等污穢；3、把預(yù)處理好的工件放入專用料筐一用電動旋升啟閉蓋裝置啟開負(fù)載蓋頭一用 機(jī)械手系統(tǒng)把工件和料筐運動至爐內(nèi)一用電動啟閉蓋裝置閉蓋一離子加熱過程，處理溫度 范圍為350 500°C ；4、轟擊爐壓保持在50 400Pa，涂層時間為120分鐘；5、離子轟擊處理所用氣源材料為工業(yè)液氨、工業(yè)用氧、氣態(tài)碳?xì)浠衔?液化天 然氣、甲烷、丙烷、乙炔、一氧化碳等)；6、處理完畢后，隨爐冷卻至120°C后出爐，獲得耐磨蝕陶瓷涂層，外觀為灰白色。本實施方式形成的耐磨蝕陶瓷涂層硬度為HV480 ；X射線衍射結(jié)果表明，涂層含有 Fe3O4, Fe203> Fe2C, Fe3C, ε和Υ相；涂層與基底的結(jié)合強(qiáng)度高；與未處理的SPCC冷軋鋼板 相比，涂層具有良好的耐磨性；與304、430型兩種不銹鋼煙霧試驗對比，SPCC鋼板表面涂 層后，中性鹽霧試驗持續(xù)400小時未見腐蝕斑點，具有良好的耐大氣腐蝕性，遠(yuǎn)優(yōu)于未處理 SPCC冷軋鋼板(0. 5小時出現(xiàn)腐蝕斑點)和304不銹鋼(6小時出現(xiàn)腐蝕斑點)。實施例2 采用涂層設(shè)備為程控電脈沖型多功能離子轟擊爐(技術(shù)專利專利 號ZL 02251500.3)1、涂層基體鋼材為SPCC冷軋鋼，符合日本國家標(biāo)準(zhǔn)(JIS)的SPCC、SPCD、SPCE等 牌號，符合德國國家標(biāo)準(zhǔn)(DIN)的stl2、stl4、stl4-T、stl5等牌號，符合俄羅斯國家標(biāo)準(zhǔn) (Γ OCT)的 08、10、CT. IK Π、CT. 2 K Π _3、CT. 3Κ Π _4 等牌號；2、處理前進(jìn)行表面清洗，去除基體表面的氧化物和油脂等污穢；3、把預(yù)處理好的工件放入專用料筐一用電動旋升啟閉蓋裝置啟開負(fù)載蓋頭一用 機(jī)械手系統(tǒng)把工件和料筐運動至爐內(nèi)一用電動啟閉蓋裝置閉蓋一離子加熱過程，處理溫度 范圍為450 550°C ； 4、轟擊爐壓保持在300 600Pa，涂層時間為180分鐘；5、離子轟擊處理所用氣源材料為工業(yè)液氨、工業(yè)用氧、氣態(tài)碳?xì)浠衔?液化天 然氣、甲烷、丙烷、乙炔、一氧化碳等)；6-1、增加第二段離子氧化(發(fā)黑)工藝，通氨通氧30min后出爐，獲得耐磨蝕陶瓷 涂層、外觀為黑色。6-2、增加第二段蒸汽發(fā)黑工藝后出爐，獲得耐磨蝕陶瓷涂層、外觀為黑色。6-3、處理完畢后，電動啟蓋和機(jī)械手系統(tǒng)運作快速抓出轟擊爐內(nèi)高溫工件與工裝，放入油冷淬火槽冷卻，獲得耐磨蝕陶瓷涂層，外觀為黑色。本實施方式形成的耐磨蝕陶瓷涂層硬度為HV550 ；X射線衍射結(jié)本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點】
一種快速制備ＳＰＣＣ冷軋鋼表面耐磨蝕陶瓷涂層的方法，其特征在于，包括以下步驟：　　（１）處理前，將ＳＰＣＣ冷軋鋼進(jìn)行表面清洗，去除基體表面的氧化皮和油脂等污穢。　　（２）把預(yù)處理好的工件放入轟擊爐內(nèi)，進(jìn)行離子加熱過程，處理溫度范圍為３５０～５５０℃；轟擊爐壓保持在５０～６００Ｐａ，涂層時間為３０～１８０分鐘；離子轟擊處理所用氣源材料為工業(yè)液氨、工業(yè)用氧或氣態(tài)碳?xì)浠衔铩！　。ǎ常┨幚硗戤吅螅妱訂⑸w，快速取出轟擊爐內(nèi)高溫工件，空冷或油冷，獲得耐磨蝕陶瓷涂層。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：酈劍，羅來馬，陳海波，
申請(專利權(quán))人：浙江大學(xué)，杭州等離子裝備工程有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：86[中國|杭州]