CN114774896B - 一种过滤网复合镀层的制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种过滤网复合镀层的制备方法,金属表面处理技术领域,包括过滤网表面处理、浸渍处理、化学复合镀处理、热处理;本发明利用纳米化学复合镀方法在过滤网表面制备出高硬度、高结合力、耐磨性和耐腐蚀性好的镀层;采用本发明所述方法在过滤网表面得到的复合镀层,维氏硬度为904~920HV,体积磨损量为2.30~2.64×10‑ 4mm3,涂层结合力为303~327MPa,硫酸溶液中的腐蚀速率为7.15~7.39×10‑5g/m2•h,氢氧化钠溶液中的腐蚀速率为3.40~4.06×10‑5g/m2•h。
Description
技术领域
本发明涉及一种过滤网复合镀层的制备方法,属于金属表面处理技术领域。
背景技术
金属材质的过滤网,成本低,使用广泛,但存在表面硬度低、耐磨性差、容易擦伤、耐酸碱腐蚀性能差等问题,在使用之前通常需对它进行一定的表面处理以达到扬长避短的效果。在金属表面制备合金涂层来提高基体金属表面性能的方法具有合金涂层性能优异、与基体结合强度高、材料利用率高等显著优势,现有很多合金涂层的制备方法,如激光熔覆方法、感应熔覆方法以及真空熔覆方法等,但这些方法都要经历七八百摄氏度以上的高温过程,对过滤网这种容易高温变形的制件并不适用,目前利用化学复合镀方法在金属表面沉积合金涂层并不需要太高温度,特别适合高温易变形制件使用,研究人员对复合镀方法的关注度越来越高,文献专利方面报道的成果也日趋增多。
中国专利CN107190250A公开了一种镀态高硬度高耐磨的纳米化学复合镀液及其使用方法,将硫酸镍、羟基丙酸、氨基乙酸、无水乙酸钠、次磷酸钠、硫脲,搅拌互溶;将硬质纳米材料、分散剂用水溶解并用超声波清洗机分散,再加到上述溶液中;将溶液用冰醋酸调整PH值为5.1~5.4;将溶液加热到86~92℃;得到纳米化学复合镀。该专利得到的化学复合镀层的硬度低,耐磨性差,耐腐蚀性差。
中国专利CN101906625A公开了一种以改性纳米二氧化硅颗粒增强镍磷复合镀层的方法,其特征是以表面化学镀镍后的纳米二氧化硅粒子为增强体,设计并优化工艺、配方,制备出新型镍磷化学复合镀层,降低了纳米粒子的团聚,提高了粒子在镀层中的分散程度、沉积量及镀层的硬度和耐磨性。该专利得到的镀层,硬度和耐磨性不是特别好,耐腐蚀性比较差。
以上可以看到纳米化学复合镀方法制备的合金涂层仍存在硬度低,耐磨性差,耐腐蚀性差的问题,难以用于过滤网领域。
发明内容
针对上述现有技术存在的不足,本发明提供一种过滤网复合镀层的制备方法,实现以下发明目的:利用纳米化学复合镀方法在过滤网表面制备出高硬度、高结合力、耐磨性和耐腐蚀性好的复合镀层。
为实现上述发明目的,本发明采取以下技术方案:
一种过滤网复合镀层的制备方法,包括过滤网表面处理、浸渍处理、化学复合镀处理、热处理。
以下是对上述技术方案的进一步改进:
步骤1、过滤网表面处理
将过滤网进行表面除锈后,用温度为30~50℃、浓度为10~16wt%的氢氧化钠水溶液碱除油,再用40~60℃的热水洗涤,接着用浓度为5~9wt%的盐酸清洗除锈,最后用冷水冲洗2~4次后,于40~60℃下真空干燥0.5~1小时,得到表面处理的过滤网,放入干燥环境中保存备用;
所述过滤网的材质为304不锈钢。
步骤2、浸渍处理
将盐酸三甲胺、氟锆酸钾、次磷酸钠、十二烷基三甲基氯化铵、去离子水混合成溶液后,升温至80~95℃,将表面处理的过滤网浸没其中,浸渍20~40分钟,然后吹干表面液体,于240~280℃下真空烘干15~35分钟,降至室温,得到浸渍处理的过滤网;
所述盐酸三甲胺、氟锆酸钾、次磷酸钠、十二烷基三甲基氯化铵、去离子水的质量比为1~6:2~3.5:1.5~4:0.5~1.1:30~60。
步骤3、化学复合镀处理
(1)化学复合镀的镀液配制
所述化学复合镀的镀液,以重量份计,包括以下组分:
15~20份NiSO4·6H2O、
10~30份NiCl2·6H2O、
8~16份柠檬酸、
10~16份丁二酸镁、
5~10份CH4N2S、
18~28份NaH2PO2·H2O、
2~5.5份C2H10BN、
1~3份C12H25SO4Na、
1~2份仲烷基磺酸钠、
45~65份混合粉末分散液、
80~110份去离子水;
所述混合粉末分散液,其制备方法为将2,3-二羟基丁二酸、油酸二乙醇酰胺、硬脂酸三乙醇胺盐溶解于去离子水中,6000~7800转/分搅拌速度下,缓慢加入混合粉末,然后强力搅拌0.5~1.5小时,超声分散10~30分钟得到混合粉末分散液;
所述2,3-二羟基丁二酸、油酸二乙醇酰胺、硬脂酸三乙醇胺盐、去离子水、混合粉末的质量比为1~5:1~3.5:0.3~0.8:50~75:25~40;
所述混合粉末,其制备方法为将四正丙基锆酸酯、异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯溶解于甲苯中,搅拌速度5000~7500转/分下,缓慢加入纳米二氧化锆粉末和纳米碳化钛粉末,加料完毕后搅拌分散均匀后,将搅拌速度降至1000~2000转/分,升温至110~140℃,恒温回流3~6小时后,离心分离,得到的固体于50~80℃下干燥2~4.5小时后,得到混合粉末;
所述纳米二氧化锆粉末的粒径为20~60纳米;
所述纳米碳化钛粉末的粒径为15~75纳米;
所述四正丙基锆酸酯、异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯、甲苯、纳米二氧化锆粉末、纳米碳化钛粉末的质量比为1~2.5:0.8~2:50~90:10~25:8~20;
所述化学复合镀的镀液配制方法为按化学复合镀的镀液配方中各原料组成的重量份,将NiSO4·6H2O、NiCl2·6H2O、NaH2PO2·H2O、丁二酸镁、柠檬酸、CH4N2S、C2H10BN、C12H25SO4Na、仲烷基磺酸钠加入到去离子水中,搅拌溶解后,将搅拌速率提升至3000~4500转/分,缓慢加入混合粉末分散液,继续搅拌50~100分钟后得到均一稳定的镀液;
(2)施镀
控制搅拌速率100~300转/分,镀液温度80~95℃下,将浸渍处理的过滤网全部浸入镀液中,施镀30~80分钟,然后取出用去离子水清洗并吹干,得到附有镀层的过滤网。
步骤4、热处理
将附有镀层的过滤网置于真空环境中,以1~3℃/min速率升温至200~350℃,恒温20~40分钟,然后降至室温,得到表面附有复合镀层的过滤网。
与现有技术相比,本发明取得以下有益效果:
1、本发明利用纳米化学复合镀方法在过滤网表面制备出高硬度、高结合力、耐磨性和耐腐蚀性好的镀层;
2、采用本发明所述方法在过滤网表面得到的复合镀层,维氏硬度为904~920HV,体积磨损量为2.30~2.64×10-4mm3,涂层结合力为303~327MPa,硫酸溶液中的腐蚀速率为7.15~7.39×10-5g/m2•h,氢氧化钠溶液中的腐蚀速率为3.40~4.06×10-5g/m2•h;
3、本发明对过滤网进行了浸渍处理,活化了基体金属表面,提高了镀层过滤网表面的结合力;
4、本发明制备的混合粉末分散液,使纳米二氧化锆粉末和纳米碳化钛粉末得到了纳米尺度的分散,保证了施镀过程中颗粒沉积的密实程度,最终得到了高硬度、高结合力、高耐磨的镀层;
5、本发明通过200~350℃温度范围的热处理,进一步增强了镀层的致密程度,提高了复合镀层的力学性能和耐腐蚀性能;
6、本发明浸渍处理步骤中,由盐酸三甲胺、氟锆酸钾、次磷酸钠、十二烷基三甲基氯化铵、去离子水组成的混合溶液中,盐酸三甲胺对过滤网表面起到润湿活化作用,氟锆酸钾与过滤网基体金属的表面发生钝化反应,形成钝化膜,次磷酸钠有一定的还原性,能够延缓钝化反应的反应速度,避免过滤网表面过度钝化,形成厚度失控的钝化膜而造成基体金属力学性能的损失,十二烷基三甲基氯化铵为两亲性表面活性剂,配合盐酸三甲胺的表面润湿活化作用,能够在金属基体表面形成一定浓度的胶束,一定程度上抑制氟锆酸钾与过滤网基体金属表面的接触面积,进而抑制氟锆酸钾与过滤网基体金属表面钝化反应的剧烈程度;
7、本发明混合粉末制备步骤中,用四正丙基锆酸酯、异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯两种偶联剂,与纳米二氧化锆粉末、纳米碳化钛粉末两种纳米级粉末的表面发生偶联化学反应,增加了两种纳米级粉末表面的疏水性,能够有效抑制纳米粉末间的团聚作用,使纳米二氧化锆粉末和纳米碳化钛粉末容易实现纳米尺度的分散;
8、本发明混合粉末分散液的制备步骤中,加入油酸二乙醇酰胺、硬脂酸三乙醇胺盐两种有机表面活性剂,以及配合这两种表面活性剂使用的增溶剂2,3-二羟基丁二酸,这三种物质能够促进混合粉末的均匀分散,使混合粉末与去离子水形成均一稳定的乳液;
9、本发明所配制的化学复合镀的镀液中,NiSO4·6H2O和NiCl2·6H2O提供镍源,柠檬酸和丁二酸镁为络合剂,CH4N2S和C2H10BN为活化剂,NaH2PO2·H2O和C12H25SO4Na为缓冲剂,仲烷基磺酸钠为表面活性剂。
附图说明
图1是实施例1、2、3所得复合镀层表面的SEM图;
其中1为实施例1所得复合镀层表面的SEM图;
2为实施例2所得复合镀层表面的SEM图;
3为实施例3所得复合镀层表面的SEM图。
具体实施方式
以下对本发明的优选实施例进行说明,应当理解,此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明,并不用于限定本发明。
实施例1:一种过滤网复合镀层的制备方法
包括以下步骤:
1、过滤网表面处理
将过滤网进行表面除锈后,用温度为40℃、浓度为13wt%的氢氧化钠水溶液碱除油,再用50℃的热水洗涤,接着用浓度为7wt%的盐酸清洗除锈,最后用冷水冲洗3次后,于50℃下真空干燥0.8小时,得到表面处理的过滤网,放入干燥环境中保存备用;
所述过滤网的材质为304不锈钢。
2、浸渍处理
将盐酸三甲胺、氟锆酸钾、次磷酸钠、十二烷基三甲基氯化铵、去离子水混合成溶液后,升温至90℃,将表面处理的过滤网浸没其中,浸渍30分钟,然后吹干表面液体,于260℃下真空烘干25分钟,降至室温,得到浸渍处理的过滤网;
所述盐酸三甲胺、氟锆酸钾、次磷酸钠、十二烷基三甲基氯化铵、去离子水的质量比为3:2.5:3:0.8:45。
3、化学复合镀处理
(1)化学复合镀的镀液配制
所述化学复合镀的镀液,以重量份计,包括以下组分:
18份NiSO4·6H2O、
20份NiCl2·6H2O、
13份柠檬酸、
14份丁二酸镁、
8份CH4N2S、
22份NaH2PO2·H2O、
4份C2H10BN、
2份C12H25SO4Na、
1.5份仲烷基磺酸钠、
50份混合粉末分散液、
100份去离子水;
所述混合粉末分散液,其制备方法为将2,3-二羟基丁二酸、油酸二乙醇酰胺、硬脂酸三乙醇胺盐溶解于去离子水中,7000转/分搅拌速度下,缓慢加入混合粉末,强力搅拌1小时,超声分散20分钟后得到混合粉末分散液;
所述2,3-二羟基丁二酸、油酸二乙醇酰胺、硬脂酸三乙醇胺盐、去离子水、混合粉末的质量比为3:2:0.5:60:35;
所述混合粉末,其制备方法为将四正丙基锆酸酯、异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯溶解于甲苯中,搅拌速度6000转/分下,缓慢加入纳米二氧化锆粉末和纳米碳化钛粉末,加料完毕,搅拌分散均匀后,将搅拌速度降至1500转/分,升温至120℃,恒温回流5小时后,离心分离,得到的固体于60℃下干燥3小时后,得到混合粉末;
所述纳米二氧化锆粉末的粒径为40纳米;
所述纳米碳化钛粉末的粒径为50纳米;
所述四正丙基锆酸酯、异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯、甲苯、纳米二氧化锆粉末、纳米碳化钛粉末的质量比为1.5:1.4:70:20:15;
所述化学复合镀的镀液配制方法为按化学复合镀的镀液配方中各原料组成的重量份,将NiSO4·6H2O、NiCl2·6H2O、NaH2PO2·H2O、丁二酸镁、柠檬酸、CH4N2S、C2H10BN、C12H25SO4Na、仲烷基磺酸钠加入到去离子水中,搅拌溶解后,将搅拌速率提升至4000转/分,缓慢加入混合粉末分散液,继续搅拌60分钟后得到均一稳定的镀液;
(2)施镀
控制搅拌速率200转/分,镀液温度90℃下,将浸渍处理的过滤网全部浸入镀液中,施镀60分钟,然后取出用去离子水清洗并吹干,得到附有镀层的过滤网。
4、热处理
将附有镀层的过滤网置于真空环境中,以2℃/min速率升温至300℃,恒温30分钟,然后降至室温,得到表面附有复合镀层的过滤网。
实施例2:一种过滤网复合镀层的制备方法
包括以下步骤:
1、过滤网表面处理
将过滤网进行表面除锈后,用温度为30℃、浓度为10wt%的氢氧化钠水溶液碱除油,再用40℃的热水洗涤,接着用浓度为5wt%的盐酸清洗除锈,最后用冷水冲洗2次后,于40℃下真空干燥0.5小时,得到表面处理的过滤网,放入干燥环境中保存备用;
所述过滤网的材质为304不锈钢。
2、浸渍处理
将盐酸三甲胺、氟锆酸钾、次磷酸钠、十二烷基三甲基氯化铵、去离子水混合成溶液后,升温至80℃,将表面处理的过滤网浸没其中,浸渍20分钟,然后吹干表面液体,于240℃下真空烘干15分钟,降至室温,得到浸渍处理的过滤网;
所述盐酸三甲胺、氟锆酸钾、次磷酸钠、十二烷基三甲基氯化铵、去离子水的质量比为1:2:1.5:0.5:30。
3、化学复合镀处理
(1)化学复合镀的镀液配制
所述化学复合镀的镀液,以重量份计,包括以下组分:
15份NiSO4·6H2O、
10份NiCl2·6H2O、
8份柠檬酸、
10份丁二酸镁、
5份CH4N2S、
18份NaH2PO2·H2O、
2份C2H10BN、
1份C12H25SO4Na、
1份仲烷基磺酸钠、
45份混合粉末分散液、
80份去离子水;
所述混合粉末分散液,其制备方法为将2,3-二羟基丁二酸、油酸二乙醇酰胺、硬脂酸三乙醇胺盐溶解于去离子水中,6000转/分搅拌速度下,缓慢加入混合粉末,然后强力搅拌0.5小时,超声分散10分钟得到混合粉末分散液;
所述2,3-二羟基丁二酸、油酸二乙醇酰胺、硬脂酸三乙醇胺盐、去离子水、混合粉末的质量比为1:1:0.3:50:25;
所述混合粉末,其制备方法为将四正丙基锆酸酯、异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯溶解于甲苯中,搅拌速度5000转/分下,缓慢加入纳米二氧化锆粉末和纳米碳化钛粉末,加料完毕后搅拌分散均匀后,将搅拌速度降至1000转/分,升温至110℃,恒温回流3小时后,离心分离,得到的固体于50℃下干燥2小时后,得到混合粉末;
所述纳米二氧化锆粉末的粒径为20纳米;
所述纳米碳化钛粉末的粒径为15纳米;
所述四正丙基锆酸酯、异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯、甲苯、纳米二氧化锆粉末、纳米碳化钛粉末的质量比为1:0.8:50:10:8;
所述化学复合镀的镀液配制方法为按化学复合镀的镀液配方中各原料组成的重量份,将NiSO4·6H2O、NiCl2·6H2O、NaH2PO2·H2O、丁二酸镁、柠檬酸、CH4N2S、C2H10BN、C12H25SO4Na、仲烷基磺酸钠加入到去离子水中,搅拌溶解后,将搅拌速率提升至3000转/分,缓慢加入混合粉末分散液,继续搅拌50分钟后得到均一稳定的镀液;
(2)施镀
控制搅拌速率100转/分,镀液温度80℃下,将浸渍处理的过滤网全部浸入镀液中,施镀30分钟,然后取出用去离子水清洗并吹干,得到附有镀层的过滤网。
4、热处理
将附有镀层的过滤网置于真空环境中,以1℃/min速率升温至200℃,恒温20分钟,然后降至室温,得到表面附有复合镀层的过滤网。
实施例3:一种过滤网复合镀层的制备方法
包括以下步骤:
1、过滤网表面处理
将过滤网进行表面除锈后,用温度为50℃、浓度为16wt%的氢氧化钠水溶液碱除油,再用60℃的热水洗涤,接着用浓度为9wt%的盐酸清洗除锈,最后用冷水冲洗4次后,于60℃下真空干燥1小时,得到表面处理的过滤网,放入干燥环境中保存备用;
所述过滤网的材质为304不锈钢。
2、浸渍处理
将盐酸三甲胺、氟锆酸钾、次磷酸钠、十二烷基三甲基氯化铵、去离子水混合成溶液后,升温至95℃,将表面处理的过滤网浸没其中,浸渍40分钟,然后吹干表面液体,于280℃下真空烘干35分钟,降至室温,得到浸渍处理的过滤网;
所述盐酸三甲胺、氟锆酸钾、次磷酸钠、十二烷基三甲基氯化铵、去离子水的质量比为6: 3.5:4: 1.1: 60。
3、化学复合镀处理
(1)化学复合镀的镀液配制
所述化学复合镀的镀液,以重量份计,包括以下组分:
20份NiSO4·6H2O、
30份NiCl2·6H2O、
16份柠檬酸、
16份丁二酸镁、
10份CH4N2S、
28份NaH2PO2·H2O、
5.5份C2H10BN、
3份C12H25SO4Na、
2份仲烷基磺酸钠、
65份混合粉末分散液、
110份去离子水;
所述混合粉末分散液,其制备方法为将2,3-二羟基丁二酸、油酸二乙醇酰胺、硬脂酸三乙醇胺盐溶解于去离子水中,7800转/分搅拌速度下,缓慢加入混合粉末,然后强力搅拌1.5小时,超声分散30分钟得到混合粉末分散液;
所述2,3-二羟基丁二酸、油酸二乙醇酰胺、硬脂酸三乙醇胺盐、去离子水、混合粉末的质量比为5: 3.5: 0.8: 75: 40;
所述混合粉末,其制备方法为将四正丙基锆酸酯、异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯溶解于甲苯中,搅拌速度7500转/分下,缓慢加入纳米二氧化锆粉末和纳米碳化钛粉末,加料完毕后搅拌分散均匀后,将搅拌速度降至2000转/分,升温至140℃,恒温回流6小时后,离心分离,得到的固体于80℃下干燥4.5小时后,得到混合粉末;
所述纳米二氧化锆粉末的粒径为60纳米;
所述纳米碳化钛粉末的粒径为75纳米;
所述四正丙基锆酸酯、异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯、甲苯、纳米二氧化锆粉末、纳米碳化钛粉末的质量比为2.5:2: 90: 25: 20;
所述化学复合镀的镀液配制方法为按化学复合镀的镀液配方中各原料组成的重量份,将NiSO4·6H2O、NiCl2·6H2O、NaH2PO2·H2O、丁二酸镁、柠檬酸、CH4N2S、C2H10BN、C12H25SO4Na、仲烷基磺酸钠加入到去离子水中,搅拌溶解后,将搅拌速率提升至4500转/分,缓慢加入混合粉末分散液,继续搅拌100分钟后得到均一稳定的镀液;
(2)施镀
控制搅拌速率300转/分,镀液温度95℃下,将浸渍处理的过滤网全部浸入镀液中,施镀80分钟,然后取出用去离子水清洗并吹干,得到附有镀层的过滤网。
4、热处理
将附有镀层的过滤网置于真空环境中,以3℃/min速率升温至350℃,恒温40分钟,然后降至室温,得到表面附有复合镀层的过滤网。
对比例1:实施例1基础上,不进行浸渍处理步骤
步骤1操作同于实施例1操作;
不进行步骤2;
步骤3、4操作同于实施例1操作。
对比例2:实施例1基础上,将混合粉末分散液等量替换为纳米二氧化锆粉末、纳米碳化钛粉末,且二者质量比为20:15
步骤1、2操作同于实施例1操作;
步骤3操作,实施例1基础上,化学复合镀的镀液配方中,将50份混合粉末分散液等量替换为50份纳米二氧化锆粉末和纳米碳化钛粉末的混合物,且纳米二氧化锆粉末、纳米碳化钛粉末的质量比为20:15,步骤3其它操作同于实施例1;
步骤4操作同于实施例1。
对比例3:实施例1基础上,步骤4中热处理温度提升至450℃
步骤1、2、3操作同于实施例1操作;
步骤4中,在实施例1基础上,升温至450℃,其它操作同于实施例1。
性能测试:
1、涂层硬度测试:依据《GB/T 7997-2014硬质合金维氏硬度试验方法》测试涂层的硬度,试验力294.2N(30kgf);
2、涂层耐磨测试:依据《GB/T 34501-2017 硬质合金耐磨试验方法》测试涂层的耐磨性能;
3、涂层结合力测试:参照ASTM C633-2001标准中的对偶试样拉伸法,利用RGM-4050微机控制电子万能试验机上测定试样涂层的结合强度,拉伸速度设定为1mm/min;
4、耐酸碱腐蚀性测试:
从实施例1、2、3及对比例1、2、3中得到的过滤网镀件上取4cm×2cm的试样,试样上无镀层的横截面用耐腐蚀的环氧胶密封,然后分别放入5wt%的硫酸水溶液中浸泡15小时,放入6.5wt%的氢氧化钠溶液浸泡120小时,通过测量浸泡前后的重量变化,计算腐蚀速率,计算公式为V腐蚀速率=(M前-M后)/ST,其中V腐蚀速率的单位为g/m2·h,M前为腐蚀前试样的质量,M后为腐蚀后试样的质量,S为试样的浸泡表面积,单位m2,T为腐蚀时间,单位h;
以上测试结果见表1:
表1
从上表中数据,可以看到,与实施例1、2、3相比,不进行浸渍处理的对比例1,复合镀层的硬度、结合力以及耐磨性都显著下降,这说明浸渍处理能够活化基体金属表面,进而提高镀层与过滤网表面的结合力,使镀层更为致密,最终提高了镀层的硬度和耐磨性;对比例2中,将混合粉末分散液等量替换为纳米二氧化锆粉末、纳米碳化钛粉末,镀层的各项性能下降最大,这说明混合粉末分散液,使纳米二氧化锆粉末和纳米碳化钛粉末得到了纳米尺度的分散,保证了施镀过程中颗粒沉积的密实程度;对比例3中,热处理温度升至450℃后,得到镀层的各项性能与实施例1、2、3所得镀层的性能相差无几,可见本发明在相对较低的热处理温度下,就可以得到性能较好的镀层。
Claims (1)
1.一种过滤网复合镀层的制备方法,其特征在于:包括过滤网表面处理、浸渍处理、化学复合镀处理、热处理;具体操作步骤如下:
(1)过滤网表面处理
将过滤网进行表面除锈后,用温度为40℃、浓度为13wt%的氢氧化钠水溶液碱除油,再用50℃的热水洗涤,接着用浓度为7wt%的盐酸清洗除锈,最后用冷水冲洗3次后,于50℃下真空干燥0.8小时,得到表面处理的过滤网,放入干燥环境中保存备用;
所述过滤网的材质为304不锈钢;
(2)浸渍处理
将盐酸三甲胺、氟锆酸钾、次磷酸钠、十二烷基三甲基氯化铵、去离子水混合成溶液后,升温至90℃,将表面处理的过滤网浸没其中,浸渍30分钟,然后吹干表面液体,于260℃下真空烘干25分钟,降至室温,得到浸渍处理的过滤网;
所述盐酸三甲胺、氟锆酸钾、次磷酸钠、十二烷基三甲基氯化铵、去离子水的质量比为3:2.5:3:0.8:45;
(3)化学复合镀处理
1)化学复合镀的镀液配制
所述化学复合镀的镀液,以重量份计,包括以下组分:
18份NiSO4·6H2O、20份NiCl2·6H2O、13份柠檬酸、14份丁二酸镁、8份CH4N2S、22份NaH2PO2·H2O、4份C2H10BN、2份C12H25SO4Na、1.5份仲烷基磺酸钠、50份混合粉末分散液、100份去离子水;
所述混合粉末分散液,其制备方法为将2,3-二羟基丁二酸、油酸二乙醇酰胺、硬脂酸三乙醇胺盐溶解于去离子水中,7000转/分搅拌速度下,缓慢加入混合粉末,强力搅拌1小时,超声分散20分钟后得到混合粉末分散液;
所述2,3-二羟基丁二酸、油酸二乙醇酰胺、硬脂酸三乙醇胺盐、去离子水、混合粉末的质量比为3:2:0.5:60:35;
所述混合粉末,其制备方法为将四正丙基锆酸酯、异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯溶解于甲苯中,搅拌速度6000转/分下,缓慢加入纳米二氧化锆粉末和纳米碳化钛粉末,加料完毕,搅拌分散均匀后,将搅拌速度降至1500转/分,升温至120℃,恒温回流5小时后,离心分离,得到的固体于60℃下干燥3小时后,得到混合粉末;
所述纳米二氧化锆粉末的粒径为40纳米;所述纳米碳化钛粉末的粒径为50纳米;
所述四正丙基锆酸酯、异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯、甲苯、纳米二氧化锆粉末、纳米碳化钛粉末的质量比为1.5:1.4:70:20:15;
所述化学复合镀的镀液配制方法为按化学复合镀的镀液配方中各原料组成的重量份,将NiSO4·6H2O、NiCl2·6H2O、NaH2PO2·H2O、丁二酸镁、柠檬酸、CH4N2S、C2H10BN、C12H25SO4Na、仲烷基磺酸钠加入到去离子水中,搅拌溶解后,将搅拌速率提升至4000转/分,缓慢加入混合粉末分散液,继续搅拌60分钟后得到均一稳定的镀液;
2)施镀
控制搅拌速率200转/分,镀液温度90℃下,将浸渍处理的过滤网全部浸入镀液中,施镀60分钟,然后取出用去离子水清洗并吹干,得到附有镀层的过滤网;
(4)热处理
将附有镀层的过滤网置于真空环境中,以2℃/min速率升温至300℃,恒温30分钟,然后降至室温,得到表面附有复合镀层的过滤网;
制得的过滤网复合镀层,维氏硬度为920HV,体积磨损量为2.64×10-4mm3,涂层结合力为316MPa,硫酸溶液中的腐蚀速率为7.18×10-5g/m2•h,氢氧化钠溶液中的腐蚀速率为3.54×10-5g/m2•h。
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