CN103014694B - 一种提高不锈钢表面碳化铬涂层耐蚀性的稀土钝化方法 - Google Patents

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Abstract

一种提高不锈钢表面碳化铬涂层耐蚀性的稀土钝化方法，包括将镀碳化铬不锈钢进行脱油、脱脂处理和稀土钝化处理，其特征在于所述稀土钝化处理是将经过脱油、脱脂处理的碳化铬不锈钢置于KMnO4+Ce(NO3)3·6H2O+Mg(NO3)2的稀土钝化液中处理，然后冲洗、吹干得到钝化后的镀碳化铬不锈钢。本发明的有益效果是：钝化工艺简单，加工成本低，钝化液无污染且对镀碳化铬不锈钢的机械性能没有影响。同时，钝化工艺能显著提高镀碳化铬不锈钢的耐蚀性。

Description

一种提高不锈钢表面碳化铬涂层耐蚀性的稀土钝化方法
技术领域
本发明属于不锈钢表面处理技术领域，尤其涉及对不锈钢表面碳化铬涂层的处理方法，特别涉及用含有稀土离子的化学处理液对不锈钢表面碳化铬涂层钝化处理。
背景技术
不锈钢是工业中应用非常广泛的金属材料之一，为适应不同的应用领域，常采用不同的方法对其进行表面处理。碳化铬基镀层因其具有较高的硬度、良好的摩擦磨损性能及抗高温氧化性能被广泛用做不锈钢制作的纺织机械、滑动轴承、切削工具等的涂镀层。
虽然碳化铬基涂层在现代工业中获得了广泛的应用，但该膜层总存在一些微孔，导致碳化铬基镀层的耐蚀性还存在一定的问题。这在一定程度上限制了不锈钢镀碳化铬涂层的应用。为进一步提高碳化铬涂层的耐蚀性，现有技术中通常是将涂层制备成多梯度的样式或在涂层中添加其它元素。现有技术的不足是：制作成本高，工艺上难以控制。虽然张英杰等提出了“一种清洁型稀土钝化膜(申请号：200910094369.2)”的制备工艺，但该工艺主要针对的是钢铁零部件电镀锌或锌铁合金的后处理工序；李文芳等的“促进剂为氯盐的铝合金稀土钝化液及其使用方法(申请号：201110211226.2)”则是专注于铝合金的稀土钝化工艺；对于镁合金，陈龙提出了“镁合金表面稀土处理工艺(200610036818.4)”；对于提高不锈钢碳化铬层的处理方法，则鲜有报道。
发明内容
本发明的目的是提供一种提高不锈钢表面碳化铬涂层耐蚀性的稀土钝化方法。
本发明的技术方案是：一种提高不锈钢表面碳化铬涂层耐蚀性的稀土钝化方法，包括将表面镀碳化铬不锈钢进行脱油、脱脂处理和稀土钝化处理，其特征在于所述稀土钝化处理是将经过脱油、脱脂处理的碳化铬不锈钢置于KMnO4+Ce(NO3)3·6H2O+Mg(NO3)2的稀土钝化液中处理，然后冲洗、吹干得到钝化后的镀碳化铬不锈钢。
本发明所述一种提高不锈钢表面碳化铬涂层耐蚀性的稀土钝化方法，其特征在于所述KMnO4+Ce(NO3)3·6H2O+Mg(NO3)2的稀土钝化液中Ce(NO3)3·6H2O的浓度范围为5g/L～25g/L；KMnO4的浓度范围为：25g/L～45g/L；Mg(NO3)2的浓度范围为：50g/L～250g/L。
本发明所述一种提高不锈钢表面碳化铬涂层耐蚀性的稀土钝化方法，其特征在于所述稀土钝化处理的稀土钝化液的温度为40℃～80℃。
本发明所述一种提高不锈钢表面碳化铬涂层耐蚀性的稀土钝化方法，其特征在于所述稀土钝化液的pH值在3～7之间。
本发明所述一种提高不锈钢表面碳化铬涂层耐蚀性的稀土钝化方法，其特征在于镀碳化铬不锈钢在稀土钝化液中的处理时间为2min～10min。
本发明的有益效果是：钝化工艺简单，加工成本低，钝化液无污染且对镀碳化铬不锈钢的机械性能没有影响，能显著提高镀碳化铬不锈钢的耐蚀性。
附图说明
本发明有附图九幅，其中
图1是实施例1钝化前后镀碳化铬不锈钢在80℃的0.5mol/L H2SO4溶液中的极化曲线。
图2是实施例2钝化前后镀碳化铬不锈钢在80℃的0.5mol/L H2SO4溶液中的极化曲线。
图3是实施例3钝化前后镀碳化铬不锈钢在80℃的0.5mol/L H2SO4溶液中的极化曲线。
图4是实施例4钝化前后镀碳化铬不锈钢在80℃的0.5mol/L H2SO4溶液中的极化曲线。
图5是实施例5钝化前后镀碳化铬不锈钢在80℃的0.5mol/L H2SO4溶液中的极化曲线。
图6是是实施例6钝化前后镀碳化铬不锈钢在80℃的0.5mol/L H2SO4溶液中的极化曲线。
图7是实施例7钝化前后镀碳化铬不锈钢在80℃的0.5mol/L H2SO4溶液中的极化曲线。
图8是实施例8钝化前后镀碳化铬不锈钢在80℃的0.5mol/L H2SO4溶液中的极化曲线。
图9是本发明的工艺流程图。
附图中，三角形点形成的曲线是经用本方法处理后的极化曲线，方形点形成的曲线是原板的极化曲线。
具体实施方式
钝化液为KMnO4+Ce(NO3)3·6H2O+Mg(NO3)2稀土钝化液，稀土钝化液中，Ce(NO3)3·6H2O的浓度范围为5g/L～25g/L，KMnO4的浓度范围为：25g/L～45g/L，Mg(NO3)2的浓度范围为：50g/L～250g/L。钝化处理温度为40℃～80℃。钝化液的pH值在3～7之间。处理时间为2min～10min。
镀碳化铬不锈钢的前处理：取厚1mm的镀碳化铬不锈钢板，加工成50mm×30mm的矩形片。将加工好的试样进行前处理：先放入装有无水乙醇的烧杯中超声处理5min，再放入装有丙酮溶液的烧杯中超声清洗5min，取出用去离子水清洗后吹干。
实施实例1
将经前处理后的镀碳化铬不锈钢板在80℃的pH值为6的40g/L KMnO4+5g/L Ce(NO3)3·6H2O+100g/L Mg(NO3)2的稀土钝化液中，钝化8min，取出后用去离子水冲洗干净并吹干。处理前后试样在80℃的0.5mol/L H2SO4溶液中的极化曲线如图1，钝化处理后镀碳化铬不锈钢的耐蚀性提高将近1个数量级。
实施实例2
将经前处理后的镀碳化铬不锈钢板在70℃的pH值为3的40g/L KMnO4+25g/L Ce(NO3)3·6H2O+50g/L Mg(NO3)2的稀土钝化液中，钝化4min，取出后用去离子水冲洗干净并吹干。处理前后试样在80℃的0.5mol/L H2SO4溶液中的极化曲线如图2，钝化处理后镀碳化铬不锈钢的腐蚀电流密度降低了接近1个数量级。
实施实例3
将经前处理后的镀碳化铬不锈钢板在40℃的pH值为5的25g/L KMnO4+20g/L Ce(NO3)3·6H2O+100g/L Mg(NO3)2的稀土钝化液中，钝化10min，取出后用去离子水冲洗干净并吹干。处理前后试样在80℃的0.5mol/L H2SO4溶液中的极化曲线如图3，钝化处理使镀碳化铬不锈钢的腐蚀电流密度显著降低。
实施实例4
将经前处理后的镀碳化铬不锈钢板在40℃的pH值为3的25g/L KMnO4+5g/LCe(NO3)3·6H2O+50g/L Mg(NO3)2的稀土钝化液中，钝化2min，取出后用去离子水冲洗干净并吹干。处理前后试样在80℃的0.5mol/L H2SO4溶液中的极化曲线如图4，钝化处理使镀碳化铬不锈钢的腐蚀电流密度显著降低。
实施实例5
将经前处理后的镀碳化铬不锈钢板在80℃的pH值为7的25g/L KMnO4+25g/L Ce(NO3)3·6H2O+250g/L Mg(NO3)2的稀土钝化液中，钝化10min，取出后用去离子水冲洗干净并吹干。处理前后试样在80℃的0.5mol/L H2SO4溶液中的极化曲线如图5，钝化处理同样能降低镀碳化铬不锈钢的腐蚀电流密度。
实施实例6
将经前处理后的镀碳化铬不锈钢板在70℃的pH值为4的30g/L KMnO4+5g/L Ce(NO3)3·6H2O+150g/L Mg(NO3)2的稀土钝化液中，钝化10min，取出后用去离子水冲洗干净并吹干。处理前后试样在80℃的0.5mol/L H2SO4溶液中的极化曲线如图6，钝化处理同样能降低镀碳化铬不锈钢的腐蚀电流密度。
实施实例7
将经前处理后的镀碳化铬不锈钢板在60℃的pH值为3的30g/L KMnO4+25g/L Ce(NO3)3·6H2O+100g/L Mg(NO3)2的稀土钝化液中，钝化8min，取出后用去离子水冲洗干净并吹干。处理前后试样在80℃的0.5mol/L H2SO4溶液中的极化曲线如图7，钝化处理同样能降低镀碳化铬不锈钢的腐蚀电流密度。
实施实例8
将经前处理后的镀碳化铬不锈钢板在50℃的pH值为5的35g/L KMnO4+5g/L Ce(NO3)3·6H2O+250g/L Mg(NO3)2的稀土钝化液中，钝化8min，取出后用去离子水冲洗干净并吹干。处理前后试样在80℃的0.5mol/L H2SO4溶液中的极化曲线如图8，钝化处理也能使镀碳化铬不锈钢的腐蚀电流密度显著降低。
实施实例9
将不锈钢双极板表面镀碳化铬涂层，将镀碳化铬涂层不锈钢双极板先放入装有无水乙醇的烧杯中超声处理5min，再放入装有丙酮溶液的烧杯中超声清洗5min，取出用去离子水清洗后吹干；将经过前述处理的镀碳化铬不锈钢双极板在80℃的pH值为6的40g/L KMnO4+5g/L Ce(NO3)3·6H2O+100g/L Mg(NO3)2的稀土钝化液中，钝化8min，取出后用去离子水冲洗干净并吹干。得经稀土钝化处理的镀有碳化铬基涂层的不锈钢双极板。

Claims (5)

1.一种提高不锈钢表面碳化铬涂层耐蚀性的稀土钝化方法，包括将表面镀碳化铬不锈钢进行脱油、脱脂处理和稀土钝化处理，其特征在于所述稀土钝化处理是将经过脱油、脱脂处理的镀碳化铬不锈钢置于KMnO4+Ce(NO3)3·6H2O+Mg(NO3)2的稀土钝化液中处理，然后冲洗、吹干得到钝化后的镀碳化铬不锈钢。
2.按照权利要求1所述一种提高不锈钢表面碳化铬涂层耐蚀性的稀土钝化方法，其特征在于所述KMnO4+Ce(NO3)3·6H2O+Mg(NO3)2的稀土钝化液中Ce(NO3)3·6H2O的浓度范围为5g/L～25g/L；KMnO4的浓度范围为：25g/L～45g/L；Mg(NO3)2的浓度范围为：50g/L～250g/L。
3.按照权利要求1所述一种提高不锈钢表面碳化铬涂层耐蚀性的稀土钝化方法，其特征在于所述稀土钝化处理的钝化液的温度为40℃～80℃。
4.按照权利要求1所述一种提高不锈钢表面碳化铬涂层耐蚀性的稀土钝化方法，其特征在于所述钝化液的pH值在3～7之间。
5.按照权利要求1所述一种提高不锈钢表面碳化铬涂层耐蚀性的稀土钝化方法，其特征在于镀碳化铬不锈钢在钝化液中的处理时间为2min～10min。
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