【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及不銹鋼表面處理，具體為一種應用于極端工況下的不銹鋼耐腐蝕制備工藝。
技術介紹
1、不銹鋼材料，符合asme標準，因其具備顯著的成本效益，在核能、火力發電、航空及航天等高溫應用領域獲得了普遍采納。該材料在多種水溶液及高溫氧化環境下展現出卓越的耐腐蝕特性，其表面能夠形成富含鉻的鈍化膜或氧化膜。這些表面膜層為合金基體提供了有效的保護，能夠抑制合金的進一步腐蝕，從而賦予了材料優異的高溫穩定性和耐腐蝕性。因此，不銹鋼被廣泛應用于熱處理工藝中的高溫加熱爐以及熔鹽儲罐等設備。
2、在生產硅鋼片的過程中，需要經過一系列精細的工序。首先，軋制完成的硅鋼片必須經過酸洗和堿洗等步驟，以確保其表面的清潔度。這些清洗過程對于去除硅鋼片表面的雜質和油污至關重要。清洗完畢后，硅鋼片需要進入高溫加熱爐進行烘干處理。烘干過程中，高溫水蒸氣和堿洗過程中產生的熔鹽會對窯爐內的金屬構件，特別是不銹鋼組件造成嚴重的腐蝕問題。這種腐蝕不僅會影響窯爐的使用壽命，還可能導致生產效率的下降和維護成本的增加。
3、熔鹽是目前太陽能熱發電系統中最重要的傳熱儲熱材料，其儲藏溫度高、時間長，而不銹鋼提高其耐蝕性的重要合金元素鉻在硝酸鹽熔鹽和/或氯化物熔鹽體系中是熱力學不穩定元素，不會形成保護性表面膜，易造成持續性腐蝕。大多數價格合適的商用不銹鋼材料，在中高溫熔融鹽中長期使用都會受到較為嚴重的腐蝕破壞，無法滿足30年材料壽命的目標。
4、目前提高不銹鋼性能的方法主要有兩種：一是調控合金元素組成成分；二是在材料表面改性。顯然，第一種方法在已
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于提供一種應用于極端工況下的不銹鋼耐腐蝕制備工藝，以解決現有技術中存在的問題。
2、為了解決上述技術問題，本專利技術提供如下技術方案：一種應用于極端工況下的不銹鋼耐腐蝕制備工藝，其制備工藝為：
3、（1）基材清潔；
4、（2）向清潔后的基材噴涂涂料，噴涂后在室溫下干燥24h，干燥后放入馬弗爐中在500~700℃下熱處理5h；所述涂料包括10~30wt%磷酸二氫鋁、5~10wt%硅溶膠、1~5wt%氧化鉬、0.1~1.0wt%羧甲基纖維素、0.1~1.0wt%聚乙烯醇，其余為水。
5、本專利技術采用氧化鉬作為固化劑，能夠與磷酸鹽中的氫發生置換反應，生成不規則的化合物，釋放熱量，促進涂料在可在室溫下發生固化成膜反應，不同于傳統涂料需在150℃及更高的溫度下固化。本專利技術涂料具有更好的推廣意義，同時還能提高膜層的耐水性和耐磨性。
6、進一步的，步驟（1）所述基材為不銹鋼，包括奧氏體不銹鋼、鐵素體不銹鋼、奧氏體-鐵素體雙相不銹鋼、馬氏體不銹鋼和沉淀硬化不銹鋼中的一種或多種。
7、進一步的，所述奧氏體不銹鋼包括316不銹鋼、316l不銹鋼、304不銹鋼和304l不銹鋼中的一種或多種。
8、進一步的，步驟（1）中清潔為采用干燥的30~35℃熱風或未加熱的空氣對表面進行吹掃。
9、進一步的，所述涂料還包括鎢酸鈷納米纖維，鎢酸鈷納米纖維在涂料中的固含量為30~45wt%。
10、進一步的，所述鎢酸鈷納米纖維的制備方法為：鎢酸鈉、硝酸鈷和聚乙烯吡咯烷酮為反應原料配制可紡性前驅體溶膠，經靜電紡絲和煅燒后制得，直徑為100-400nm，長度為5-20μm。
11、本專利技術加入鎢酸鈷納米纖維作為防腐蝕骨料，由于磷酸鹽和鋼材中的fe可以反應生成穩定的化合物磷酸鐵、磷酸亞鐵，在高溫下服役時，金屬元素（cr、fe）會擴散到涂層中，增強基體與涂層之間的附著力，擴散引起的元素濃度梯度將改善cte的匹配。此時，納米鎢酸鈷纖維將會作為涂層內部的骨架形成網絡結構，提升涂層的致密度及韌性。相對較高的外部co尖晶石層在熔鹽中表現出惰性，可以有效地抵抗侵蝕。由于cowo4納米纖維中沒有為cr3+擴散提供容納場所，cr聚集在鎢酸鈷納米網絡下方，形成連續的富cr氧化物層，富鉻氧化物層有效地抑制了基體的內部氧化，導致基體中缺陷數量較少。因此，本專利技術制備的涂層對鋼材在高溫服役時所受的腐蝕具有很好的防護效果，可以通過抑制熔鹽中的氧化性離子向不銹鋼基體內擴散的過程以及減少基體中金屬離子的擴散流失來起到緩解腐蝕的效果。
12、進一步的，所述涂料還包括鋁溶膠，鋁溶膠占涂料的5~10wt％。
13、進一步的，所述硅溶膠硅溶膠的平均粒徑為10nm，ph值為2~3；鋁溶膠的平均粒徑為5nm。
14、本專利技術將硅溶膠添加至磷酸鹽涂料中對其進行改性，可以提高固化后涂層的表面質量，降低涂層固化溫度，而且能夠提高涂層的耐蝕性能。硅溶膠是納米級的sio2顆粒分散在水或其他溶劑中形成的乳濁液，在其表面含有大量的水和羥基等活性基團，可以與磷酸鹽通過活性羥基基團交聯而形成網狀結構，提高涂料的穩定性。同時，硅溶膠可以在室溫下成膜，所形成的膜層可當作磷酸鹽固化結晶的形核中心，降低涂料固化所需能量，使其固化溫度降低。
15、本專利技術加入小粒徑的鋁溶膠，粒徑小的納米粒子表面積大，在襯底材料上的附著力強，從而提高涂層與不銹鋼材的結合力，因此，本專利技術在制備涂層前無需對不銹鋼材進行噴砂等前期預處理過程，大大降低生產成本。本專利技術采用的鋁溶膠與與硅溶膠進行粒徑調配，采用小粒徑的納米氧化硅與更小粒徑的氧化鋁進行復配，實現涂層致密化，同時能與磷酸鹽更好的結合，加之氧化鋁具有一定疏水性，能夠避免涂層燒結后由于自由磷具有吸濕性而引起的生銹問題。
16、進一步的，所述噴涂時，噴涂裝置的噴嘴至基材表面的距離為10~20cm，噴涂壓力為3~6kgf/cm2。
17、進一步的，所述涂料在基材表面的涂覆量為0.5~6.0g/m2。
18、進一步的，所述涂料的制備方法為：將鎢酸鈷研磨后過325目篩，按照涂料配比按順序依次加入磷酸二氫鋁、硅溶膠、水、氧化鉬，攪拌均勻然后加入鋁溶膠，攪拌均勻后，加入羧甲基纖維素、聚乙烯醇攪拌至完全溶解，再加入鎢酸鈷，以100~150rpm持續攪拌至噴涂前。
19、與現有技術相比，本專利技術所達到的有益效果是：
20、本專利技術的涂層材料不同于傳統涂料，不含鉻酐或鉻酸鹽等cr6+成分，對人體和環境無害，安全環保，解決了鉻元素帶來的危害。且涂層制備過程操作簡單，在不銹鋼材上應用時，無特殊要求，完全可以取代現有含鉻涂料工藝，且相較于傳統的含鉻涂料，對不銹鋼在熔鹽環境中的腐蝕具有更好的防護效果，使用壽命大于5000小時。本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種應用于極端工況下的不銹鋼耐腐蝕制備工藝，其特征在于，其制備工藝為：
2.根據權利要求1所述的一種應用于極端工況下的不銹鋼耐腐蝕制備工藝，其特征在于，步驟（1）所述基材為不銹鋼，包括奧氏體不銹鋼、鐵素體不銹鋼、奧氏體-鐵素體雙相不銹鋼、馬氏體不銹鋼和沉淀硬化不銹鋼中的一種或多種。
3.根據權利要求1所述的一種應用于極端工況下的不銹鋼耐腐蝕制備工藝，其特征在于，所述奧氏體不銹鋼包括316不銹鋼、316L不銹鋼、304不銹鋼和304L不銹鋼中的一種或多種。
4.根據權利要求1所述的一種應用于極端工況下的不銹鋼耐腐蝕制備工藝，其特征在于，步驟（1）中清潔為采用干燥的30~35℃熱風或未加熱的空氣對表面進行吹掃。
5.根據權利要求1所述的一種應用于極端工況下的不銹鋼耐腐蝕制備工藝，其特征在于，所述涂料還包括鎢酸鈷納米纖維，鎢酸鈷納米纖維在涂料中的固含量為30~45wt%。
6.根據權利要求1所述的一種應用于極端工況下的不銹鋼耐腐蝕制備工藝，其特征在于，所述涂料還包括鋁溶膠，鋁溶膠占涂料的5~10wt％。
7.根
8.根據權利要求1所述的一種應用于極端工況下的不銹鋼耐腐蝕制備工藝，其特征在于，所述噴涂時，噴涂裝置的噴嘴至基材表面的距離為10~20cm，噴涂壓力為3~6kgf/cm2。
9.根據權利要求1所述的一種應用于極端工況下的不銹鋼耐腐蝕制備工藝，其特征在于，所述涂料在基材表面的涂覆量為0.5~6.0g/m2。
10.根據權利要求1所述的一種應用于極端工況下的不銹鋼耐腐蝕制備工藝，其特征在于，所述涂料的制備方法為：按照涂料配比按順序依次加入磷酸二氫鋁、硅溶膠、水、氧化鉬，攪拌均勻然后加入鋁溶膠，攪拌均勻后，加入羧甲基纖維素、聚乙烯醇攪拌至完全溶解，再加入鎢酸鈷納米纖維，以100~150rpm持續攪拌至噴涂前。
...【技術特征摘要】
1.一種應用于極端工況下的不銹鋼耐腐蝕制備工藝，其特征在于，其制備工藝為：
2.根據權利要求1所述的一種應用于極端工況下的不銹鋼耐腐蝕制備工藝，其特征在于，步驟（1）所述基材為不銹鋼，包括奧氏體不銹鋼、鐵素體不銹鋼、奧氏體-鐵素體雙相不銹鋼、馬氏體不銹鋼和沉淀硬化不銹鋼中的一種或多種。
3.根據權利要求1所述的一種應用于極端工況下的不銹鋼耐腐蝕制備工藝，其特征在于，所述奧氏體不銹鋼包括316不銹鋼、316l不銹鋼、304不銹鋼和304l不銹鋼中的一種或多種。
4.根據權利要求1所述的一種應用于極端工況下的不銹鋼耐腐蝕制備工藝，其特征在于，步驟（1）中清潔為采用干燥的30~35℃熱風或未加熱的空氣對表面進行吹掃。
5.根據權利要求1所述的一種應用于極端工況下的不銹鋼耐腐蝕制備工藝，其特征在于，所述涂料還包括鎢酸鈷納米纖維，鎢酸鈷納米纖維在涂料中的固含量為30~45wt%。
6.根據權利要求1所述的一種應用于極端工況下的不銹鋼耐腐蝕制備工藝...
【專利技術屬性】
技術研發人員：干路，李國群，嚴培忠，陸斌，劉俊，翁小燕，呂幽谷，
申請(專利權)人：浙江紅鷹集團股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
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