CN112647072A - 一种高温镍基合金表面钝化处理方法 - Google Patents

一种高温镍基合金表面钝化处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高温镍基合金表面钝化处理方法，包括以下步骤：表面清洁处理、浸没处理以及高温烘烤将经过浸没处理后的镍基合金放入烘箱内加热干燥，该处的加热处理分为三步；其技术要点为，本发明使用致密的稀土转化膜作为该合金的保护层，实现钝化处理的同时增强了镍基合金的耐腐蚀性和抗氧化性，在上述加热烘干作业中，使镍基合金发生旋转，确保镍基合金表面膜分布和加热面的均匀性，增强了膜对合金的吸附性，从而实现更有效的防护，使用阶梯式的加热方式，可形成致密的钝化膜，提高了该镍基合金的品质。

Description

一种高温镍基合金表面钝化处理方法
技术领域
本发明涉及金属加工领域，特别涉及一种高温镍基合金表面钝化处理方法。
背景技术
金属加工简称金工，是一种把金属物料加工成为物品、零件、组件的工艺技术，包括了桥梁、轮船等的大型零件，乃至引擎、珠宝、腕表的细微组件。它被广泛应用在科学、工业、艺术品、手工艺等不同的领域。
常见的镍基合金有蒙乃尔合金、因康镍合金、哈氏合金等。镍基合金因其优良的抗腐蚀性能，常用于航空、核反应堆及能源转换设备上高温零部件的制造等；该合金在加工过程中需要进行表面的钝化处理，现有技术中处理得到的钝化膜经过腐蚀磨损后，由于钝化膜吸附性得不到进一步加强，会导致该合金使用寿命降低，同时该合金的品质也得不到提升。
因此，本领域技术人员提供了一种高温镍基合金表面钝化处理方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种高温镍基合金表面钝化处理方法，使用致密的稀土转化膜作为该合金的保护层，实现钝化处理的同时增强了镍基合金的耐腐蚀性和抗氧化性，在上述加热烘干作业中，使镍基合金发生旋转，确保镍基合金表面膜分布和加热面的均匀性，增强了膜对合金的吸附性，从而实现更有效的防护；在经过步骤①、②和③后可最终形成致密的钝化膜，提高了该镍基合金的品质。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种高温镍基合金表面钝化处理方法，包括以下步骤：
（1）、表面清洁处理，使用硝酸去除镍基合金表面积留的铁、锌、铅杂质；
（2）、浸没处理，将清洁处理后的镍基合金浸没到稀土溶液内，利用脉冲电沉积法生成稀土转化膜；
（3）、高温烘烤，将经过浸没处理后的镍基合金放入烘箱内加热干燥，该处的加热处理分为三步，
①、镍基合金浸没处理3min后，放入烘箱内加热至250～300℃；
②、再次将镍基合金浸没处理3min后，放入烘箱内加热至350～550℃；
③、将经过步骤②的镍基合金放入烘箱加热至250～300℃。
优选的，在步骤（1）中，将密度为1.42g/cm3的浓硝酸与镍基合金混合，在室温下振荡处理5min，将镍基合金取出。
优选的，在步骤（2）中，稀土溶液是使用稀土氧化物加硝酸配制而成。
优选的，在步骤（2）中，脉冲电沉积法的过程中，脉冲频率为30次/min，且每次脉冲的时长为0.01～0.05s。
优选的，在步骤（3）中，将镍基合金放入到烘箱内进行加热的处理过程中，使用夹具将镍基合金夹持，并利用搅拌杆与该夹具连接，使得整个镍基合金发生旋转，该处搅拌杆的转速为300r/min。
优选的，在步骤①中，将镍基合金放入烘箱内加热至250～300℃，并保持该温度20～30min后冷却到室温，且步骤①、②和③的步骤中在烘箱内均加入氮气作为保护气体。
优选的，在步骤②中，将镍基合金放入烘箱内加热至350～550℃，并保持该温度5～10min后，直接进入到步骤③中，使镍基合金表面形成的钝化膜温度降低至250～300℃，并保持该温度2～5h，最后冷却至室温。
与现有技术相比，本发明提供了一种高温镍基合金表面钝化处理方法，具有如下有益效果：
1、本发明使用致密的稀土转化膜作为该合金的保护层，实现钝化处理的同时增强了镍基合金的耐腐蚀性和抗氧化性，在上述加热烘干作业中，使镍基合金发生旋转，确保镍基合金表面膜分布和加热面的均匀性，增强了膜对合金的吸附性，从而实现更有效的防护；
2、本发明使用阶梯式的加热方式，在稀土转化膜经过步骤①后形成初步的稀土氧化膜，再经过步骤②后，形成双层稀土氧化膜，最后经过步骤③，双层稀土氧化膜中较为松散的膜体散落，最终形成致密的钝化膜，提高了该镍基合金的品质。
该装置中未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
实施例1
一种高温镍基合金表面钝化处理方法，包括以下步骤：
（1）、表面清洁处理，使用硝酸去除镍基合金表面积留的铁、锌、铅杂质，将密度为1.42g/cm3的浓硝酸与镍基合金混合，在室温下振荡处理5min，将镍基合金取出；
（2）、浸没处理，将清洁处理后的镍基合金浸没到稀土溶液内，利用脉冲电沉积法生成稀土转化膜，该处的稀土溶液是使用稀土氧化物加硝酸配制而成，脉冲电沉积法的过程中，脉冲频率为30次/min，且每次脉冲的时长为0.01～0.05s；
（3）、高温烘烤，将经过浸没处理后的镍基合金放入烘箱内加热干燥，该处的加热处理分为三步，
①、镍基合金浸没处理3min后，放入烘箱内加热至250～300℃，并保持该温度20～30min后冷却到室温；
②、再次将镍基合金浸没处理3min后，放入烘箱内加热至350～550℃，并保持该温度5～10min后，直接进入到步骤③中；
③、将经过步骤②的镍基合金放入烘箱加热至250～300℃，并保持该温度2～5h，最后冷却至室温。
在步骤①、②和③的步骤中，在烘箱内均加入氮气作为保护气体，将镍基合金放入到烘箱内进行加热的处理过程中，使用夹具将镍基合金夹持，并利用搅拌杆与该夹具连接，使得整个镍基合金发生旋转，该处搅拌杆的转速为300r/min。
通过采用上述技术方案，使用致密的稀土转化膜作为该合金的保护层，实现钝化处理的同时增强了镍基合金的耐腐蚀性和抗氧化性，在上述加热烘干作业中，使镍基合金发生旋转，确保镍基合金表面膜分布和加热面的均匀性，增强了膜对合金的吸附性，从而实现更有效的防护。
使用重量法测量镍基合金表面腐蚀情况（该处的重量法测量为现有检测技术，在 此不多做赘述），具体实验数据见表1：
腐蚀前质量（mg） 腐蚀后质量（mg）
经过步骤① 100 99.880
经过步骤①和② 100 99.889
经过步骤①、②和③ 100 99.998
本发明使用阶梯式的加热方式，在稀土转化膜经过步骤①后形成初步的稀土氧化膜，再经过步骤②后，形成双层稀土氧化膜，最后经过步骤③，双层稀土氧化膜中较为松散的膜体散落，最终形成致密的钝化膜，根据上述表1的实验数据可得出经过步骤①、②和③后，整个镍基合金的耐腐蚀性得到显著提高，同时还提高了该镍基合金的品质。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种高温镍基合金表面钝化处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）、表面清洁处理，使用硝酸去除镍基合金表面积留的铁、锌、铅杂质；
（2）、浸没处理，将清洁处理后的镍基合金浸没到稀土溶液内，利用脉冲电沉积法生成稀土转化膜；
（3）、高温烘烤，将经过浸没处理后的镍基合金放入烘箱内加热干燥，该处的加热处理分为三步，
①、镍基合金浸没处理3min后，放入烘箱内加热至250～300℃；
②、再次将镍基合金浸没处理3min后，放入烘箱内加热至350～550℃；
③、将经过步骤②的镍基合金放入烘箱加热至250～300℃。
2.根据权利要求1所述的一种高温镍基合金表面钝化处理方法，其特征在于：在步骤（1）中，将密度为1.42g/cm3的浓硝酸与镍基合金混合，在室温下振荡处理5min，将镍基合金取出。
3.根据权利要求1所述的一种高温镍基合金表面钝化处理方法，其特征在于：在步骤（2）中，稀土溶液是使用稀土氧化物加硝酸配制而成。
4.根据权利要求1所述的一种高温镍基合金表面钝化处理方法，其特征在于：在步骤（2）中，脉冲电沉积法的过程中，脉冲频率为30次/min，且每次脉冲的时长为0.01～0.05s。
5.根据权利要求1所述的一种高温镍基合金表面钝化处理方法，其特征在于：在步骤（3）中，将镍基合金放入到烘箱内进行加热的处理过程中，使用夹具将镍基合金夹持，并利用搅拌杆与该夹具连接，使得整个镍基合金发生旋转，该处搅拌杆的转速为300r/min。
6.根据权利要求1所述的一种高温镍基合金表面钝化处理方法，其特征在于：在步骤①中，将镍基合金放入烘箱内加热至250～300℃，并保持该温度20～30min后冷却到室温，且步骤①、②和③的步骤中在烘箱内均加入氮气作为保护气体。
7.根据权利要求1所述的一种高温镍基合金表面钝化处理方法，其特征在于：在步骤②中，将镍基合金放入烘箱内加热至350～550℃，并保持该温度5～10min后，直接进入到步骤③中，使镍基合金表面形成的钝化膜温度降低至250～300℃，并保持该温度2～5h，最后冷却至室温。
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