CN103215586A - 一种钢基体材料表面铝涂层的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种钢基体材料表面铝涂层的制备方法，首先对钢基体材料进行清洗预处理，而后在预处理过的钢基体材料表面上涂覆膏状铝基钎料，干燥后覆盖铝箔，装夹固定，置入非氧化气氛中加热至580~650℃，维持时间20~60分钟，即在钢基体材料表面形成铝涂层。本发明铝涂层制备简便，设备要求低，成膜均匀，耐蚀性能好，特别适合制备薄板钢材的表面铝涂层。
Description
技术领域
本发明涉及一种表面处理工艺，具体的说是一种钢基体材料表面铝涂层的制备方法。
背景技术
材料表面涂层在科研领域中具有很重要的地位，表面理论的研究和发展对促进表面工程的应用及国民经济发展具有举足轻重的作用。材料的各类表面处理工艺的研究也随之进行的如火如荼。目前，开发的新型热成型薄钢板在汽车、船舶、舰艇等方面应用时，涂层防护已经成为这一钢种应用时的一大瓶颈，为解决这一问题大量科技工作者在这一方面展开了的研究。
金属材料具有高比强度、比模量、耐高温、热膨胀系数好等优良力学及物理性能，作为广泛应用的工程材料近年来得到迅猛发展。目前钢铁材料仍然是工程应用最广泛的金属材料。汽车、船舶、舰艇等方面应用时，促进了热成型薄钢板的快速发展，并且其耐蚀性的要求也越来越高。目前提高钢材耐蚀性的方法中最普遍应用的方法是在其表面制备耐蚀膜，而钢材表面制备锌、铝等金属涂层是其表面处理的常用方法。其制备方法主要包括热浸镀法、电镀、热喷涂、等离子喷涂法等等。
公开号为CN101892459A的中国专利提供了一种在钛合金零件上制备高纯度耐腐蚀铝涂层方法，该方法采用大功率中频磁控溅射设备按下述步骤制备：去除零件表面油渍→对零件进行氩等离子溅射清洗→沉积铝涂层。公开号为CN102389871A的中国专利提供了一种钕铁硼磁体表面铝涂层成型的方法，属于磁体表面处理技术领域。采用的机械镀铝工艺，是通过外部机械振动，使表面涂覆有铝涂层粉末的撞击介质与镀件表面之间的相撞将介质表面的铝涂层粉末转移到镀件表面，再对镀件加热固化，最终在镀件表面形成耐蚀性涂层。优点在于，工艺比较简单，时间较短，对水、电等资源消耗量很少。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是为了克服现有技术中钢材料表面铝涂层制备步骤较多，设备要求较高等缺点，提供一种膜层制备简便，设备要求低，铝涂层覆盖均匀，耐蚀性能高的钢基体材料表面铝涂层的制备方法。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种钢基体材料表面铝涂层的制备方法，其特征是：首先对钢基体材料进行清洗预处理，而后在预处理过的钢基体材料表面上涂覆膏状铝基钎料，干燥后覆盖铝箔，装夹固定，置入非氧化气氛中加热至580 ~650℃，维持时间20 ~60分钟，即在钢基体材料表面形成铝涂层。
所述钢基体材料表面上涂覆膏状铝基钎料是通过喷涂或刷涂或浸泡方法涂覆。
所述干燥温度为室温至200℃。
所述装夹固定是使用模具装夹固定。
所述置入非氧化气氛中是通过埋置氧化铝粉体或置于真空炉中隔绝氧化气氛。
本发明制备过程简单，不需要复杂设备，所得铝涂层覆盖于钢基体材料表面，呈金属光泽，覆盖均匀，质量良好。对照现有技术，本发明铝涂层制备简便，设备要求低，铝涂层成膜均匀，覆盖良好，耐蚀性能高。特别适合制备薄板钢材的表面铝涂层。
具体实施方式
下面结合具体实施例本发明做进一步说明。
一种钢基体材料表面铝涂层的制备方法，首先对钢基体材料进行清洗预处理，清洗预处理采用常规方法。而后在预处理过的钢基体材料表面上涂覆膏状铝基钎料。所述钢基体材料表面上涂覆膏状铝基钎料是通过喷涂或刷涂或浸泡方法。为便于涂覆，粉末状铝基钎料混合钎剂后，使用酒精等溶剂稀释。涂覆再进行慢速烘干，所述干燥温度为室温（20~30℃）至200℃，进行慢速加热烘干，加热烘干温度在200℃以下，时间以涂覆层干燥为准。为了避免钎料和钎剂在氧化气氛下发生氧化，从而影响涂层质量，干燥过程需要真空加热烘干或保护气氛（氩气、氮气等）加热烘干。干燥后的试样覆盖铝箔，而后使用模具装夹固定，置入非氧化气氛中加热到铝基钎料的使用温度，保持一定的温度和时间。具体是加热至580 ~650℃，维持时间20 ~60分钟，即在钢基体材料表面形成铝涂层。
所述置入非氧化气氛中是通过使用模具隔绝氧化气氛或埋置氧化铝粉体或置于真空炉中（或氮气、氩气等惰性气体保护炉中）隔绝氧化气氛。
本发明所说的铝基钎料中，用作铝材、铝钢、铝铜等钎焊的各类铝基钎料牌号产品均适用。
实施例1：一种22MnB5薄钢板表面铝涂层的制备方法，其按如下步骤进行：首先进行钢片的预处理，将钢片的表面进行除尘、除油、抛光、洗净后备用；取铝基钎料配合钎剂；将清理好的试样涂覆一层配合好钎剂的铝基钎料膏（国产牌号QJ201），使铝基钎料覆盖于钢片表面；覆盖铝箔，采用模具装夹，置于真空干燥箱中，干燥1~2小时；将试样置于氮气气氛保护炉中，加热600~620℃，0.5~1小时，即可得到钢片表面铝涂层，膜层呈现金属光泽。
实施例2：本实施例和实施例1的不同点是：粘附铝基钎料的方法采用刷涂，即用软毛刷沾附铝基钎料膏，刷涂于钢片表面。其它步骤及参数与实施例1相同。
实施例3：本实施例与实施例1的不同点是：粘附铝基钎料的方法采用喷涂，即用普通市售喷漆装置的喷枪，将丙酮稀释钎剂配合好的铝基钎料溶液在压缩泵作用下喷涂于钢片表面。其它步骤及参数与实施例1相同。
实施例4：本实施例与实施例1的不同点是：使用的铝基钎料牌号是（国产牌号QJ401），非氧化气氛中加热至580 ~600℃，其它步骤及参数与实施例1相同。
Claims (5)
1.一种钢基体材料表面铝涂层的制备方法，其特征是：首先对钢基体材料进行清洗预处理，而后在预处理过的钢基体材料表面上涂覆膏状铝基钎料，干燥后覆盖铝箔，装夹固定，置入非氧化气氛中加热至580 ~650℃，维持时间20 ~60分钟，即在钢基体材料表面形成铝涂层。
2.根据权利要求1所述的钢基体材料表面铝涂层的制备方法，其特征是：所述钢基体材料表面上涂覆膏状铝基钎料是通过喷涂或刷涂或浸泡方法涂覆。
3.根据权利要求1所述的钢基体材料表面铝涂层的制备方法，其特征是：所述干燥温度为室温至200℃。
4.根据权利要求1所述的钢基体材料表面铝涂层的制备方法，其特征是：所述装夹固定是使用模具装夹固定。
5.根据权利要求1所述的钢基体材料表面铝涂层的制备方法，其特征是：所述置入非氧化气氛中是通过埋置氧化铝粉体或置于真空炉中隔绝氧化气氛。
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2013
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