KR20190056368A - Steel surface modification structure formed using nickel and zinc infiltration layer and manufacturing method thereof - Google Patents

Steel surface modification structure formed using nickel and zinc infiltration layer and manufacturing method thereof Download PDF

Info

Publication number
KR20190056368A
KR20190056368A KR1020197007941A KR20197007941A KR20190056368A KR 20190056368 A KR20190056368 A KR 20190056368A KR 1020197007941 A KR1020197007941 A KR 1020197007941A KR 20197007941 A KR20197007941 A KR 20197007941A KR 20190056368 A KR20190056368 A KR 20190056368A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
steel
surface modification
steel substrate
modification structure
substrate
Prior art date
Application number
KR1020197007941A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
위중 런
Original Assignee
충칭 다유 서피스 테크놀로지 컴퍼니 리미티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 충칭 다유 서피스 테크놀로지 컴퍼니 리미티드 filed Critical 충칭 다유 서피스 테크놀로지 컴퍼니 리미티드
Publication of KR20190056368A publication Critical patent/KR20190056368A/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C10/00Solid state diffusion of only metal elements or silicon into metallic material surfaces
    • C23C10/28Solid state diffusion of only metal elements or silicon into metallic material surfaces using solids, e.g. powders, pastes
    • C23C10/34Embedding in a powder mixture, i.e. pack cementation
    • C23C10/52Embedding in a powder mixture, i.e. pack cementation more than one element being diffused in one step
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C10/00Solid state diffusion of only metal elements or silicon into metallic material surfaces
    • C23C10/28Solid state diffusion of only metal elements or silicon into metallic material surfaces using solids, e.g. powders, pastes
    • C23C10/34Embedding in a powder mixture, i.e. pack cementation
    • C23C10/36Embedding in a powder mixture, i.e. pack cementation only one element being diffused
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C10/00Solid state diffusion of only metal elements or silicon into metallic material surfaces
    • C23C10/60After-treatment
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C28/00Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
    • C23C28/02Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings only including layers of metallic material
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C28/00Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
    • C23C28/02Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings only including layers of metallic material
    • C23C28/021Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings only including layers of metallic material including at least one metal alloy layer
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C28/00Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
    • C23C28/02Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings only including layers of metallic material
    • C23C28/023Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings only including layers of metallic material only coatings of metal elements only
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C28/00Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
    • C23C28/02Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings only including layers of metallic material
    • C23C28/023Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings only including layers of metallic material only coatings of metal elements only
    • C23C28/025Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings only including layers of metallic material only coatings of metal elements only with at least one zinc-based layer
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C10/00Solid state diffusion of only metal elements or silicon into metallic material surfaces
    • C23C10/02Pretreatment of the material to be coated

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
  • Preventing Corrosion Or Incrustation Of Metals (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)

Abstract

본 발명은 아연 및 니켈 침투층을 이용하여 형성한 높은 부식 방지 성능을 갖고 있는 강철 표면 개질 구조를 개시한다. 상기 강철 표면 개질 구조는 높은 부식 방지 성능을 갖고 있으며, 강철 기판의 표면에 형성된 내식성 합금구조이고, 표면으로부터 내부에 향한 순서로 합금 침적층과 금속 확산층을 포함하며, 상기 강철 기판은 중탄소강 또는 중탄소저합금강이며, 상기 합금 침적층은 아연철 화합물이고, 상기 금속 확산층은 펄라이트, 페라이트, 담금질-템퍼링 조직을 포함하며, 상기 강철 기판의 탄소 함유량은 0.30 내지 0.65%이고, 상기 강철 표면 개질 구조의 마이크로 비커스 경도는 240-500 사이이다. 본 발명에 의해 제공되는 아연 및 니켈 침투층에 의해 형성된 표면 개질 구조는 우수한 부식 방지 효과를 가지며, 강철 부식으로 인한 손실이 크게 감소할 수 있다. 동시에, 본 발명은 아연-니켈 침투층을 이용하여 형성된 강철 표면 개질 구조의 제조 방법을 제공한다. The present invention discloses a steel surface modification structure having high corrosion resistance formed using zinc and nickel penetration layers. Wherein the steel surface modification structure has a high corrosion resistance and is a corrosion resistant alloy structure formed on the surface of a steel substrate and includes an alloy deposition layer and a metal diffusion layer in the order from the surface toward the inside, Wherein the metal deposition layer comprises pearlite, ferrite, quenching-tempering structure, the carbon content of the steel substrate is 0.30 to 0.65%, and the micro-alloy of the steel surface- The Vickers hardness is between 240 and 500. The surface modification structure formed by the zinc and nickel infiltration layers provided by the present invention has an excellent corrosion inhibiting effect and the loss due to corrosion of steel can be greatly reduced. At the same time, the present invention provides a method for manufacturing a steel surface modification structure formed using a zinc-nickel infiltration layer.

Description

니켈 및 아연 침투층을 이용하여 형성된 강철 표면 개질 구조 및 이의 제조 방법Steel surface modification structure formed using nickel and zinc infiltration layer and manufacturing method thereof

본 발명은 강철 개질 구조에 관한 것이며, 특히 높은 부식 방지 성능을 갖고 있는 강철 표면 개질 구조 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to a steel modified structure, and more particularly, to a steel surface modification structure having high corrosion resistance and a method for manufacturing the same.

강철 부식으로 인해 세계에 막대한 손실을 초래하고 있다. 관련 보도에 따르면 세계에서 부식에 의해 해체된 연간 강철 재료는 연간 생산량의 20 % 이상에 해당하며, 손실액은 약 7000억 달러이다. 이는 지진, 홍수, 태풍과 같은 자연 재해로 인한 피해액을 훨씬 초과한다. 현재, 다양한 부식 방지 기술이 있으며, 강철 재료의 부식 문제는 완화되었지만 여전히 부식 방지 요구를 충족시킬 수는 없다. 현재의 부식 방지 기술로 제조된 방부층의 내식성은 부식 방지 요구를 충족시키지 못하고 또한 경도는 상대적으로 낮다. 아연 및 니켈 침투 기술로 처리된 부속품은 높은 내식성과 높은 내마모성 및 내진동성을 갖고 있다. 따라서, 아연 및 니켈 침투층에 의해 형성된 높은 부식 방지 성능을 갖는 강철 표면 개질 구조를 제공할 필요가 있다.Steel corrosion is causing massive losses to the world. According to related reports, the yearly corrosion of steel materials in the world amounts to more than 20% of annual production, with a loss of about $ 700 billion. This far exceeds the damages caused by natural disasters such as earthquakes, floods, and typhoons. Currently, there are a variety of corrosion protection technologies, corrosion problems of steel materials are mitigated, but still can not meet the corrosion protection needs. The corrosion resistance of the anticorrosion layer made with current corrosion protection technology does not meet the corrosion protection requirement and the hardness is relatively low. Accessories treated with zinc and nickel penetration technology have high corrosion resistance, high abrasion resistance and vibration resistance. Accordingly, there is a need to provide a steel surface modification structure having a high corrosion protection capability formed by zinc and nickel penetration layers.

이상의 내용을 감안하여, 아연 및 니켈 침투층을 이용하여 형성되는 높은 부식 방지 성능을 갖고 있는 강철 표면 개질 구조를 제공할 필요가 있다.In view of the above, there is a need to provide a steel surface modification structure having high corrosion resistance formed using zinc and nickel penetration layers.

본 발명은 아연 및 니켈 침투층을 이용하여 형성된 강철 표면 개질 구조에 관한 것이며, 상기 강철 표면 개질 구조는 높은 부식 방지 성능을 갖고 있으며, 강철 기판의 표면에 형성된 내식성 합금구조이고, 표면으로부터 내부에 향한 순서로 합금 침적층과 금속 확산층을 포함하며, 상기 강철 기판은 중탄소강 또는 중탄소저합금강이며, 상기 합금 침적층은 아연철 화합물이고, 상기 금속 확산층은 펄라이트, 페라이트, 담금질-템퍼링 조직을 포함하며, 상기 강철 기판의 탄소 함유량은 0.30-0.65 %이고, 상기 강철 표면 개질 구조의 마이크로 비커스 경도는 240-500 사이이다.The present invention relates to a steel surface modification structure formed using a zinc and nickel penetration layer, the steel surface modification structure having a high corrosion resistance, a corrosion resistant alloy structure formed on the surface of a steel substrate, Wherein the steel substrate is a medium carbon or medium carbon low alloy steel, the alloy deposit layer is a zinc iron compound, the metal diffusion layer comprises pearlite, ferrite, quenching-tempering structure, The carbon content of the steel substrate is 0.30-0.65%, and the micro-Vickers hardness of the steel surface modification structure is between 240-500.

또한, 상기 강철 표면 개질 구조를 담금질-템퍼링 처리하지 않는 경우, 상기 강철 표면 개질 구조에서의 상기 금속 확산층의 경도는 상기 강철 기판의 경도보다 높다.Further, when the steel surface modification structure is not quenched and tempered, the hardness of the metal diffusion layer in the steel surface modification structure is higher than the hardness of the steel substrate.

또한, 상기 강철 표면 개질 구조는, 담금질-템퍼링 처리 후에 형성된 담금질-템퍼링 구조를 더 포함하고, 상기 금속 확산층의 경도는 상기 강철 기판의 경도보다 높지 않다.Further, the steel surface modification structure further comprises a quenching-tempering structure formed after the quenching-tempering treatment, and the hardness of the metal diffusion layer is not higher than the hardness of the steel substrate.

또한, 상기 강철 표면 개질 구조를 담금질-템퍼링 처리하지 않고, 상기 강철 표면 개질 구조를 1-5%의 체적비의 질소 에탄올 용액으로 10-50초 동안 에칭한 경우, 상기 금속 확산층의 펄라이트의 색은 상기 강철 기판의 펄라이트의 색보다 옅다.When the steel surface modification structure is etched for 10 to 50 seconds with a nitrogen ethanol solution having a volume ratio of 1-5% without quenching-tempering the steel surface modification structure, the color of the pearlite of the metal diffusion layer is It is lighter than the color of pearlite on a steel substrate.

또한, 상기 담금질-템퍼링 처리 후, 상기 중탄소강과 중탄소합금강의 표면 개질 구조의 금속 확산층은 담금질-템퍼링 조직이며, 상기 강철 표면 개질 구조를 1-5%의 체적비의 질소 에탄올 용액으로 10-50초동안 에칭한 후에도 여전히 희고 밝은 색을 나타낸다.Also, after the quenching-tempering treatment, the metal diffusion layer of the surface-modified structure of the medium carbon steel and the heavy carbon alloy steel is a quenching-tempering structure, and the steel surface modification structure is treated with a nitrogen ethanol solution having a volume ratio of 1-5% Still shows a white and bright color even after etching for a second.

또한, 상기 합금 침적층의 두께는 60-110㎛이며, 상기 금속 확산층의 두께는 30-120㎛이다.Also, the thickness of the alloy deposit layer is 60-110 占 퐉, and the thickness of the metal diffusion layer is 30-120 占 퐉.

또한, 상기 높은 부식 방지 성능의 표면 개질 강철 재료의 강철 기판은 중탄소강 또는 중탄소합금강이다.Further, the steel substrate of the high corrosion-resistant surface-modified steel material is a medium carbon steel or a medium carbon alloy steel.

높은 부식 방지 성능을 갖고 있는 표면 개질 구조의 제조 방법은, 다음과 같은 단계를 포함한다.A method of manufacturing a surface modification structure having a high corrosion prevention performance includes the following steps.

S1: 강철 기판을 제공하는 단계 - 중탄소강 또는 중탄소합금강의 강철 기판을 제공한다.S1: Providing a steel substrate - Providing a steel substrate of medium carbon or medium carbon alloy steel.

S2: 알카리 세척 및 탈지 단계 - 알칼리 용액으로 강철 기판의 표면에 대하여 알카리 세척 및 탈지 처리를 한다.S2: Alkali cleaning and degreasing - Alkali cleaning and degreasing of the steel substrate surface with alkaline solution.

S3: 쇼트 블라스팅하여 녹을 제거하는 단계 - S2 단계 후의 상기 강철 기판에 대하여 쇼트 블라스팅하여 녹을 제거한다.S3: removing the rust by shot blasting - the steel substrate after step S2 is shot blasted to remove rust.

S4: 가열 침투층을 형성하는 단계 - 밀폐된 강철 용기에 강철 기판 및 침투제를 적재하고, 5-10회전/분의 회전 속도 및 370-430℃의 가열 온도로 상기 강철 용기를 회전시키며 가열하여 가열 침투층을 형성하는 단계, 이때 상기 침투제는 Zn 분말 25-30 중량%, Ni 분말 2-2.5 중량%, Al 분말 1-2.5 중량%, 희토류 0.5-1.5 중량%, 염화 암모늄 1-4 중량%, 잔부의 Al2O3 분말이 균일하게 혼합되어 형성된 것이다.S4: Step of forming a heat infiltration layer - A steel substrate and a penetrating agent are placed in a sealed steel container, the steel container is rotated at a rotation speed of 5 to 10 rotations / minute and a heating temperature of 370 to 430 DEG C, Wherein the impregnating agent comprises 25-30 wt% of Zn powder, 2-2.5 wt% of Ni powder, 1-2.5 wt% of Al powder, 0.5-1.5 wt% of rare earth, 1-4 wt% of ammonium chloride, The remaining Al 2 O 3 The powder is formed by uniformly mixing.

S5: 후속 세척 단계.S5: Subsequent cleaning step.

도 1은 본 발명에 의해 제공되는 높은 부식 방지 성능을 갖고 있는 강철 재료의 표면 금속 조직을 나타내는 개략도이다.
도 2는 본 발명에 의해 제공되는 비 담금질-템퍼링 45강의 표면 개질 처리 후의 금속 조직 단면도이다.
도 3은 본 발명에 의해 제공되는 담금질-템퍼링 45강의 표면 개질 처리 후의 금속 조직 단면도이다.
도 4는 본 발명에 의해 제공되는 담금질-템퍼링 42CrMoA강의 표면 개질 처리 후의 금속 조직 단면도이다.
도 5는 본 발명에 의해 제공되는 담금질-템퍼링 35CrMo강의 표면 개질 처리 후의 금속 조직 단면도이다.
도 6은 본 발명에 의해 제공되는 담금질-템퍼링 35VB강의 표면 개질 처리 후의 금속 조직 단면도이다.
도 7은 본 발명에 의해 제공되는 담금질-템퍼링 40Cr강의 표면 개질 처리 후의 금속 조직 단면도이다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic view showing the surface metallographic structure of a steel material having a high corrosion inhibiting performance provided by the present invention. FIG.
2 is a sectional view of the metal structure after the surface modification treatment of the non-quenching-tempering 45 steel provided by the present invention.
3 is a cross-sectional view of the metal structure after the surface modification treatment of quenching-tempering 45 steel provided by the present invention.
4 is a sectional view of the metal structure after the surface modification treatment of quenching-tempered 42CrMoA steel provided by the present invention.
5 is a sectional view of the metal structure after the surface modification treatment of quenching-tempered 35CrMo steel provided by the present invention.
6 is a sectional view of the metal structure after the surface modification treatment of quenching-tempered 35VB steel provided by the present invention.
7 is a cross-sectional view of the metal structure after the surface modification treatment of quenching-tempered 40Cr steel provided by the present invention.

본 발명의 실시예들에서의 기술 방안은 이하에서 명확하고 완전하게 설명되고, 설명된 실시예들은 모든 실시예가 아닌 본 발명의 실시예의 일부일 뿐이다. 창조적인 노력없이 본 발명의 실시예에 기초하여 당업자에 의해 획득된 다른 모든 실시예는 본 발명의 범위 내에 있다.The technical solution in the embodiments of the present invention will be explained clearly and completely below, and the described embodiments are only a part of an embodiment of the present invention, not all embodiments. All other embodiments obtained by those skilled in the art based on embodiments of the present invention without creative effort are within the scope of the present invention.

본 발명은 아연 및 니켈 침투층에 의해 형성된 높은 부식 방지 성능을 갖고 있는 강철 재료 표면 개질을 위한 특수 방법을 제공하며, 이 방법은 다음 단계를 포함한다.The present invention provides a special method for surface modification of steel materials having a high corrosion protection performance formed by zinc and nickel penetration layers, the method comprising the steps of:

(S1) 중탄소강 또는 중탄소저합금강의 강철 기판을 제공하는 단계.Providing a steel substrate of carbon steel or medium carbon low alloy steel in step (S1).

하나 이상의 중탄소강 또는 중탄소저합금강의 강철 기판을 제공하며, 상기 강철 기판은 중탄소강 또는 중탄소합금강이다. There is provided a steel substrate of at least one medium carbon steel or medium carbon low alloy steel, wherein the steel substrate is a medium carbon or medium carbon alloy steel.

(S2) 강철 기판의 표면 전처리 단계.(S2) the surface pretreatment step of the steel substrate.

이 단계에서, 강철 기판의 표면의 전처리는 알칼리 세척(또는 초음파 세척 또는 저온 가열) 탈지 및 쇼트 블라스팅하여 녹을 제거하는 두가지 공정을 포함한다.At this stage, the pretreatment of the surface of the steel substrate involves two processes: alkali cleaning (or ultrasonic cleaning or low temperature heating) degreasing and shot blasting to remove rust.

알칼리 세척 및 탈지: 알칼리성 액체를 사용하여 강철 기판을 세척하는 것을 말한다. 알칼리성 액체의 주성분은 수산화 나트륨, 탄산나트륨, 인산 나트륨, 규산 나트륨 및 붕산 나트륨 또는 알칼리성 염을 포함한다. 일반적으로 알칼리성 액체는 위의 성분 중 두가지 이상을 함유한 혼합물이다. 또한, 알칼리성 액체는 EDTA, 구연산나트륨, 트리에탄올아민 등 강철 킬레이트제 및 에틸렌 글리콜, 에틸렌 글리콜 모노 에틸 에테르 등의 유기 첨가제를 포함하며, 이는 알칼리성 세척제의 세척 효과를 향상시키는 작용을 한다.Alkali cleaning and degreasing: Cleaning of steel substrates using an alkaline liquid. The main components of the alkaline liquid include sodium hydroxide, sodium carbonate, sodium phosphate, sodium silicate and sodium borate or alkaline salts. In general, an alkaline liquid is a mixture containing two or more of the above components. The alkaline liquid includes steel chelating agents such as EDTA, sodium citrate, triethanolamine, and organic additives such as ethylene glycol and ethylene glycol monoethyl ether, which improve the cleaning effect of the alkaline detergent.

초음파 탈지: 초음파 세척은 액체 중에서의 초음파의 공화 작용(空化作用), 가속도 작용 및 직진류 작용이 액체와 오염 물질에 대한 직접 및 간접적인 작용을 하는 것을 이용하여, 오염 물질을 분산, 유화, 박리함으로써 세척 목적을 달성하고, 세척 시 적절한 세척제를 조제해야 한다.Ultrasonic degreasing: Ultrasonic cleaning is a method of dispersing, emulsifying and dispersing contaminants by utilizing the direct and indirect action of liquids and contaminants on the repulsive action of the ultrasonic waves in the liquid, It is necessary to attain the purpose of cleaning by peeling, and to prepare an appropriate detergent for washing.

저온 가열 탈지: 유분 물질의 발화점에 도달하면 유분 물질이 연소, 휘발 및 탄화되어 재를 형성한다.Low-temperature heating degreasing: When the oil substance reaches the ignition point, the oil substance is burned, volatilized and carbonized to form ash.

처리를 하지 않은 강철 기판은 일반적으로 압연유, 엔진 오일, 분말 및 먼지와 같은 오염 물질로 코팅되어 있으며, 이러한 오염 물질을 세척하지 않으면, 표면 개질 처리 과정에서 이러한 오염물질은 고온에서 탄화되어 탄소막을 형성하여, 외관에 영향을 줄 뿐만 아니라, 표면 개질 효과에 심각한 영향을 미친다. 탈지는 표면 오염 물질을 추가적으로 제거하고 후속 공정을 위한 기반을 마련할 수 있다.Untreated steel substrates are generally coated with contaminants such as rolling oil, engine oil, powder and dust, and if these contaminants are not cleaned, these contaminants in the surface modification process are carbonized at high temperatures to form carbon films Not only affects the appearance, but also seriously affects the surface modification effect. Degreasing can additionally remove surface contaminants and provide the basis for subsequent processing.

쇼트 블라스팅(抛丸)을 하여 녹을 제거하는 것은 쇼트 블라스팅 공정에 의해 탈지된 강철 기판의 추가 표면 세척을 말한다. 쇼트 블라스팅 공정은 쇼트 블라스팅 기계를 사용하여 탈지된 강철 기판의 표면을 향하여 강철 볼을 발사하고, 쇼트 블라스팅 공정을 통하여 탈지된 강철 기판의 표면 부식층 및 산화물 스케일 등의 오염물질을 제거하며, 이에 따라 후속 공정을 준비하기 위해 상기 강철 기판의 표면의 거칠기 및 청결도를 달성한다.Shot blasting to remove rust refers to additional surface cleaning of the degreased steel substrate by a shot blasting process. The shot blasting process uses a shot blasting machine to fire a steel ball toward the surface of a degreased steel substrate and remove contaminants such as surface corrosion layer and oxide scale of the degreased steel substrate through a shot blasting process, To achieve the roughness and cleanliness of the surface of the steel substrate to prepare the process.

(S3) 개질 침투제 조제 단계;(S3) a step of preparing a reforming penetrant;

합금의 종류 및 합금이 달성해야 하는 부식 방지 효과에 따라 표면 개질 침투제를 조제한다. 상기 표면 개질 침투제는 전체적으로 분말형이며, 구성 및 비율은 다음과 같다. Zn 분말 25 ~ 30 중량%, Ni 분말 2 ~ 2.5 중량%, Al 분말 1~ 2.5 중량%, 희토류 0. 5 ~ 1.5 중량%, 염화 암모늄 1~4 중량%, 나머지는 Al2O3 분말이다. 상기 침투제는 강철 기판 또는 용도에 따라 각부분의 비율을 조정할 수 있다.Depending on the type of alloy and the corrosion protection effect that the alloy must achieve, prepare a surface modifying penetrant. The surface modifying penetrants are entirely in the form of powder, and their composition and proportions are as follows. 25 to 30 wt% of Zn powder, 2 to 2.5 wt% of Ni powder, 1 to 2.5 wt% of Al powder, 0.5 to 1.5 wt% of rare earth and 1 to 4 wt% of ammonium chloride, and the balance being Al 2 O 3 powder. The penetrating agent can adjust the proportions of the respective parts depending on the steel substrate or the application.

(S4) 상기 강철 기판에 표면 개질 처리를 실시하는 단계;(S4) performing a surface modification treatment on the steel substrate;

단계 S2에서 얻어진 강철 기판과 단계 S3에서 조제된 침투제를 밀폐된 강철 용기 내에 함께 넣은 다음, 상기 밀폐된 강철 용기를 가열하고, 가열하면서 상기 밀폐된 강철 용기를 회전시키며, 상기 침투제의 열전도에 의해 상기 침투제와 상기 강철 기판은 동일한 온도에서 있으며, 이 온도에서 침투제가 강철 기판의 표면으로 침투하여 강철 재료 표면 개질 목표를 달성한다. 본 발명에서는 밀폐된 강철 용기의 회전 속도가 5 ~ 10회전/분이므로 침투제와 강철 기판을 균일하게 가열하여 상기 강철 기판에 균일한 표면 개질 처리가 이루어지도록 하고, 또한 높은 부식 방지 성능을 갖고 있는 강철 표면 개질 재료를 얻을 수 있다.The steel substrate obtained in step S2 and the penetrating agent prepared in step S3 are put together in a sealed steel container and then the sealed steel container is heated and the sealed steel container is rotated while heating, The penetrant and the steel substrate are at the same temperature at which the penetrant penetrates into the surface of the steel substrate to achieve the steel material surface modification goal. In the present invention, since the rotation speed of the sealed steel vessel is 5 to 10 revolutions / minute, the penetrating agent and the steel substrate are uniformly heated to uniformly perform the surface modification treatment on the steel substrate, and the steel having high corrosion- A surface modifying material can be obtained.

상기 강철 기판은 중탄소강, 중탄소저합금강 등 일 수 있다.The steel substrate may be medium carbon steel, medium carbon low alloy steel, or the like.

이 단계에서 밀폐된 강철 용기가 가열되는 온도는 370 ~ 430 ℃이다. 온도의 높고 낮음은 강철 표면 개질 처리 과정에 중요한 영향을 미치며, 온도가 증가함에 따라 침투제의 원자가 강철 기판을 향한 확산 속도가 급격하게 증가한다. 강철 기판의 종류나 용도에 따라 상기 밀폐된 강철 용기의 가열 온도와 이 온도에서의 표면 개질 처리 시간도 다르다. 표면 개질 처리 시간은 1 ~ 10h 사이이다.The temperature at which the sealed steel vessel is heated at this stage is 370 to 430 ° C. High and low temperatures have a significant influence on the steel surface modification process, and as the temperature increases, the diffusion rate of the penetrator toward the valence steel substrate increases sharply. The heating temperature of the sealed steel vessel and the surface modification treatment time at this temperature differ depending on the type and use of the steel substrate. The surface modification treatment time is between 1 and 10 hours.

이 단계에서, 상기 강철 기판을 미리 가열처리한 후, 상기 침투제와 혼합할 수 있다. 상기 강철 기판은 가열 처리 없이 상온에서 상기 침투제와 직접 혼합할 수 있다. 상기 강철 기판과 상기 침투제는 상기 밀폐된 강철 용기를 가열하는 과정에서 표면 개질이 수행된다.In this step, the steel substrate may be subjected to a heat treatment in advance and then mixed with the penetrating agent. The steel substrate can be directly mixed with the penetrating agent at room temperature without heat treatment. The steel substrate and the penetrating agent are subjected to surface modification in the course of heating the sealed steel vessel.

이 단계를 수행하기 전에 상기 강철 기판은 실제 요구에 따라 선택적으로 미리 가열할 수 있으며, 미리 가열 처리 시의 온도는 400 ~ 420 ℃이다.Before performing this step, the steel substrate may be selectively pre-heated according to actual requirements, and the temperature in advance of the heat treatment is 400 to 420 占 폚.

S5, 후속 세척 처리;S5, subsequent washing treatment;

S4 단계에서 처리된 강철 기판은 자연 상태에서 냉각되고, 강철 기판 표면에 있는 먼지를 제거한 후, 물로 세척하여 표면에 부착된 침투제 분말 또는 다른 불순물을 제거한다.The steel substrate treated in the step S4 is cooled in a natural state, and the dust on the surface of the steel substrate is removed and then washed with water to remove the penetrating agent powder or other impurities attached to the surface.

담금질-템퍼링 처리는 강철 기판의 표면 전처리 전에 수행될 수 있고, 담금질-템퍼링 처리를 통하여 강철 기판 표면에 담금질-템퍼링 조직을 형성한다.The quench-tempering treatment may be performed prior to surface pretreatment of the steel substrate and forms a quench-tempering texture on the steel substrate surface through quenching-tempering treatment.

상기 강철 기판에 상기 단계를 실시한 후에, 아연 및 니켈 침투층에 의해 형성된 높은 부식 방지 성능을 갖는 강철 표면 개질 구조가 얻어질 수 있다. 도 1은 본 발명에 의해 제공된 표면 개질된 강철 재료의 금속 조직의 개략도이다. 상기 표면 개질 강철 재료는 외부로부터 내부의 순서로 합금 침적층, 금속 확산층 및 강철 기판을 포함한다. 그 중, 상기 금속 확산층은 상기 강철 기판과 상기 합금 침적층 사이의 상기 강철 기판 측에 가까운 과도 구간이다. After performing the above steps on the steel substrate, a steel surface modification structure having a high corrosion protection performance formed by the zinc and nickel penetration layers can be obtained. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Figure 1 is a schematic view of the metal structure of a surface modified steel material provided by the present invention. The surface-modified steel material includes an alloy deposition layer, a metal diffusion layer and a steel substrate in order from the outside to the inside. Wherein the metal diffusion layer is an transient section between the steel substrate and the alloy deposit layer, which is close to the steel substrate side.

[실시예 1][Example 1]

도 2는 본 발명에 의해 제공되는 비 담금질-템퍼링45 강의 표면 개질 처리 후의 금속 조직 단면도이다. 본 실시예에서, 상기 강철 기판은 중탄소강에서 45 강이고, 상기 비 담금질-템퍼링 45 강 표면 개질 처리 과정은 다음과 같다.2 is a sectional view of the metal structure after the surface modification treatment of the non-quenching-tempering 45 steel provided by the present invention. In this embodiment, the steel substrate is 45 steel in medium carbon steel, and the non-quenching-tempering 45 steel surface modification process is as follows.

본 실시예에서, 강철 기판은 중탄소강이고, 구체적으로는 중탄소강이 45 강이고, 표면 개질 처리 과정은 다음과 같다.In this embodiment, the steel substrate is medium carbon steel, specifically, medium carbon steel is 45 steel, and the surface modification process is as follows.

우선, 강철 기판의 표면을 전처리한다. 구체적으로는 상기 강철 기판에 대하여 알칼리 세척, 탈지 및 쇼트 블라스팅하여 녹을 제거하는 공정을 포함한다. 알칼리 세척, 탈지 및 쇼트 블라스팅하여 녹을 제거하는 구체적 과정은 상기에서 기술되었으므로 여기서 다시 설명하지 않는다.First, the surface of the steel substrate is pretreated. Specifically, the steel substrate is subjected to alkali washing, degreasing and shot blasting to remove the rust. Specific processes for removing rust by alkali washing, degreasing, and shot blasting have been described above and will not be described here again.

그리고 개질 침투제를 조제한다. 본 실시예에서, 상기 개질 침투제는 전체적으로 분말형이며, 구성 및 비율은 다음과 같다. Zn 분말 30 중량%, Ni 분말 2 중량%, Al 분말 2.5 중량%, 희토류 0.5 중량%, 염화 암모늄 4 중량%, 나머지는 Al2O3 분말이다.Then prepare a modified penetrant. In the present embodiment, the modified penetrants are entirely in the form of powder, and the composition and the ratio are as follows. 30% by weight of Zn powder, 2% by weight of Ni powder, 2.5% by weight of Al powder, 0.5% by weight of rare earth and 4% by weight of ammonium chloride, and the balance being Al 2 O 3 powder.

또한, 상기 강철 기판에 대하여 표면 개질 처리를 실시한다. 구체적으로는, 상기 강철 기판과 상기 침투제를 밀폐된 강철 용기에 넣고, 상기 밀폐된 강철 용기를 가열하고, 상기 밀폐된 강철 용기를 가열함과 동시에 회전시키며, 상기 침투제의 열 전달을 통하여, 상기 침투제와 상기 강철 기판은 동일한 온도에 있고, 또한 이 온도에서 표면 개질 처리를 실시한다. 본 발명에서, 상기 밀폐된 강철 용기의 회전 속도는 5회전/분이며, 침투제 및 강철 기판을 균일하게 가열하여 상기 강철 기판에 대하여 표면 개질 처리를 실시한다. 표면 개질 처리 시간은 1시간이고, 처리 온도는 400 ℃이며, 제조를 통하여 높은 부식 방지 성능을 갖고 있는 강철 표면 개질 재료를 얻는다.Further, the steel substrate is subjected to a surface modification treatment. Specifically, the steel substrate and the penetrating agent are placed in a hermetically sealed steel container, the sealed steel container is heated, the sealed steel container is heated and rotated, and through the heat transfer of the hermetically- And the steel substrate are at the same temperature, and the surface modification treatment is performed at this temperature. In the present invention, the rotation speed of the sealed steel vessel is 5 revolutions / minute, and the surface modification treatment is performed on the steel substrate by uniformly heating the penetrating agent and the steel substrate. The surface modification treatment time is 1 hour, the treatment temperature is 400 占 폚, and a steel surface modification material having high corrosion inhibition performance is obtained through the production.

이 실시예에서, 상기 45강과 상기 침투제가 혼합되는 과정에서 가열 처리를 하지 않는다. 즉, 둘은 주변 환경 온도에서 직접 혼합된 다음, 상기 강철 용기에서 함께 가열되어 표면 개질 공정을 완료한다. 구체적으로는, 강철 기판과 상기 침투제를 혼합할 때, 상기 강철 기판과 상기 침투제를 상온에서 혼합한다.In this embodiment, the heat treatment is not performed in the course of mixing the 45 steel and the penetrating agent. That is, they are mixed directly at ambient temperature and then heated together in the steel vessel to complete the surface modification process. Specifically, when the steel substrate and the penetrating agent are mixed, the steel substrate and the penetrating agent are mixed at room temperature.

본 실시예에서, 강철 기판은 45강이고, 강철 표면 개질 구조는 상기 45강 표면에 형성된다. 상기 45강의 강철 표면 개질 구조는 표면에서 내부로의 순으로 합금 침적층 및 금속 확산층을 포함하며, 최내층은 강철 기판임을 알 수 있다.In this embodiment, the steel substrate is 45 steel, and a steel surface modification structure is formed on the 45 steel surface. The steel surface modification structure of the 45 steel includes the alloy deposition layer and the metal diffusion layer in the order from the surface to the inside, and the innermost layer is a steel substrate.

이 때, 도 2에서 볼 수 있는 바와 같이 상기 금속 확산층에서, 펄라이트의 색은 속해 있는 강철 기판의 펄라이트의 색보다 옅다. 상기 금속 확산층의 비커스 경도는 각 강철 기판의 비커스 경도보다 높고, 금속 확산층의 두께는 100㎛이다. 상기 금속 확산층의 금속 조직은 펄라이트 및 페라이트를 포함한다.At this time, as shown in FIG. 2, in the metal diffusion layer, the color of the pearlite is lighter than the color of the pearlite of the steel substrate to which it belongs. The Vickers hardness of the metal diffusion layer is higher than the Vickers hardness of each steel substrate, and the thickness of the metal diffusion layer is 100 m. The metal structure of the metal diffusion layer includes pearlite and ferrite.

[실시예 2][Example 2]

도 3 내지 도 7 를 참조할 때, 도 3은 본 발명에 의해 제공되는 담금질-템퍼링 45강의 표면 개질 처리 후의 금속 조직 단면도이고, 도 4는 본 발명에 의해 제공되는 담금질-템퍼링 42CrMoA강의 표면 개질 처리 후의 금속 조직 단면도이며, 도 5는 본 발명에 의해 제공되는 담금질-템퍼링 35CrMo강의 표면 개질 처리 후의 금속 조직 단면도이며, 도 6 은 본 발명에 의해 제공되는 담금질-템퍼링 35VB강의 표면 개질 처리 후의 금속 조직 단면도이며, 도 7 은 본 발명에 의해 제공되는 담금질-템퍼링 40Cr강의 표면 개질 처리 후의 금속 조직 단면도이다.3 is a cross-sectional view of the metal structure after the surface modification treatment of quenching-tempering 45 steel provided by the present invention, and Fig. 4 is a view showing the surface modification treatment of quenching-tempering 42CrMoA steel provided by the present invention 5 is a cross-sectional view of the metal structure after the surface modification treatment of the quenched and tempered 35CrMo steel provided by the present invention, and Fig. 6 is a cross-sectional view of the metal structure after the surface modification treatment of the quenching- tempered 35VB steel provided by the present invention And Fig. 7 is a sectional view of the metal structure after the surface modification treatment of the quenching-tempered 40Cr steel provided by the present invention.

이 실시예에서, 상기 강철 기판은 중탄소강 또는 중탄소합금강이다. 구체적으로 45강, 42CrMoA, 35CrMo 강, 35VB 및 40Cr을 포함한다. 최종적으로, 복수의 다른 강철 기판의 표면 개질 재료를 얻는다.In this embodiment, the steel substrate is a medium carbon steel or a medium carbon alloy steel. Specifically, it includes 45 steel, 42CrMoA, 35CrMo steel, 35VB and 40Cr. Finally, surface modification materials of a plurality of different steel substrates are obtained.

본 실시예와 상기 실시예 1과의 차이점은 다음과 같다.The difference between this embodiment and the first embodiment is as follows.

(1) 본 실시예에서, 상기 개질 침투제는 전체적으로 분말형이며, 구성 및 비율은 다음과 같다. Zn 분말 25 중량%, Ni 분말 2.5 중량%, Al 분말 1 중량%, 희토류 1.5 중량%, 염화 암모늄 1 중량%, 나머지는 Al2O3 분말이다.(1) In the present embodiment, the modified penetrating agent is entirely in the form of powder, and the composition and the ratio are as follows. 25% by weight of Zn powder, 2.5 wt% Ni powder, a 1 weight% Al powder, 1.5% by weight rare earth, ammonium chloride and 1% by weight, and the rest Al 2 O 3 Powder.

(2) 본 실시예의 각 상기 강철 기판은 표면 전처리 전에 담금질-템퍼링 처리된다. 담금질-템퍼링 처리 된 상기 높은 부식 방지 성능 갖고 있는 강철 표면 개질 구조의 마이크로 비커스 경도는 240 ~ 500 사이이다.(2) Each steel substrate of this embodiment is quenched and tempered prior to surface pretreatment. The micro-Vickers hardness of the quenched-tempered steel surface modification structure having the high corrosion-resistant performance is between 240 and 500.

본 실시예에서, 상기 강철 기판은 표면 개질 처리한 후 표면 개질 구조를 얻는다. 상기 강철 표면 개질 구조는 표면에서 내부로의 순으로 합금 침적층 및 금속 확산층을 포함하며, 최내층은 강철 기판임을 알 수 있다.In this embodiment, the steel substrate is surface-modified to obtain a surface-modified structure. The steel surface modification structure includes an alloy deposition layer and a metal diffusion layer in the order from the surface to the inside, and the innermost layer is a steel substrate.

상기 강철 기판에 대하여 담금질-템퍼링 처리를 하여 담금질-템퍼링 조직이 형성된다. 구체적으로, 본 실시예에서, 금속 확산층은 담금질-템퍼링 조직이다. 또한, 담금질-템퍼링 조직은 뜨임 소르바이트(tempered sorbite)및/또는 뜨임 트루스타이트(tempered troostite)이다.Quenching-tempering treatment is applied to the steel substrate to form a quench-tempering structure. Specifically, in this embodiment, the metal diffusion layer is a quench-tempering structure. The quenching-tempering tissue is also tempered sorbite and / or tempered troostite.

이 때, 상기 각 강철 기판 표면 개질 한 후의 확산층을 1-5%의 체적비의 질소 에탄올 용액으로 수십 초(통상적으로 10~50초)동안 에칭한 경우, 확산층 모두 여전히 희고 밝은 색을 나타내는 것을 관찰할 수 있으며, 이는 상기 개질 재료의 금속 확산층이 쉽게 부식되지 않음을 설명한다. 또한, 상기 금속 확산층의 두께는 30-100㎛이고, 상기 각종 다른 재료의 개질한 후 금속 확산층의 경도는 각자의 강철 기판의 마이크로 비커스 경도보다 낮다. 상술 한 각종 다른 금속 기판에 대하여 표면 처리 후 금속 확산층을 형성하고, 상기 금속 확산층의 금속 조직은 뜨임 소르바이트(tempered sorbite)및/또는 뜨임 트루스타이트(tempered troostite)이다.In this case, when the diffusion layer after the surface modification of each steel substrate was etched for 10 seconds (typically 10 to 50 seconds) with a nitrogen ethanol solution having a volume ratio of 1-5%, all of the diffusion layers were still white and bright , Which explains that the metal diffusion layer of the modifying material is not easily corroded. Further, the thickness of the metal diffusion layer is 30-100 占 퐉, and the hardness of the metal diffusion layer after the modification of the various other materials is lower than the micro Vickers hardness of the respective steel substrates. A metal diffusion layer is formed on the various other metal substrates after the surface treatment, and the metal structure of the metal diffusion layer is tempered sorbite and / or tempered troostite.

종래 기술과 비교하여, 본 발명에 의해 제공되는 아연 및 니켈 침투층에 의해 형성된 표면 개질 구조는 우수한 부식 방지 효과를 가지며, 강철 부식으로 인한 손실이 크게 감소할 수 있다. 또한, 표면 개질을 한 재료 표면 보호층은 우수한 내마모성, 우수한 내충격성을 가지며, 제품의 본래의 기계적 특성을 변화시키지 않는다.Compared with the prior art, the surface modification structure formed by the zinc and nickel penetration layers provided by the present invention has a good corrosion protection effect and can greatly reduce the loss due to steel corrosion. Further, the surface-modified material surface protective layer has excellent abrasion resistance, excellent impact resistance, and does not change the original mechanical properties of the product.

상기 본 발명의 실시예는, 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니며, 본 발명의 명세서 내용을 이용하여 동등한 효과의 구조 또는 동등한 효과의 방법으로 변화, 직접 또는 간접적으로 관련된 다른 기술 분야에서 사용하는 것은 모두 본 발명의 특허 보호 범위에 포함된다.The embodiments of the present invention should not be construed as limiting the scope of the present invention and are not intended to limit the scope of the present invention to the use of the present invention in other technical fields that are directly or indirectly related to changes, Are all included in the patent protection scope of the present invention.

Claims (8)

아연 및 니켈 침투층을 이용하여 형성된 강철 표면 개질 구조로서,
상기 강철 표면 개질 구조는 높은 부식 방지 성능을 갖고 있으며, 강철 기판의 표면에 형성된 내식성 합금구조이고, 표면으로부터 내부에 향한 순서로 합금 침적층과 금속 확산층을 포함하며,
상기 강철 기판은 중탄소강 또는 중탄소저합금강이며,
상기 합금 침적층은 아연철 화합물이고,
상기 금속 확산층은 펄라이트, 페라이트, 담금질-템퍼링 조직을 포함하며,
상기 강철 기판의 탄소 함유량은 0.30 내지 0.65%이고,
상기 강철 표면 개질 구조의 마이크로 비커스 경도는 240-500 사이에 있는 것을 특징으로 하는, 아연 및 니켈 침투층을 이용하여 형성된 강철 표면 개질 구조.
A steel surface modification structure formed using zinc and nickel penetration layers,
The steel surface modification structure has a high corrosion resistance and is a corrosion resistant alloy structure formed on the surface of a steel substrate and includes an alloy deposition layer and a metal diffusion layer in the order from the surface toward the inside,
The steel substrate is a medium carbon steel or a medium carbon low alloy steel,
Wherein the alloy deposit layer is a zinc iron compound,
Wherein the metal diffusion layer comprises pearlite, ferrite, quench-tempering structure,
The steel substrate has a carbon content of 0.30 to 0.65%
Wherein the micro-Vickers hardness of the steel surface modification structure is in the range of 240-500.
제 1 항에 있어서,
상기 강철 표면 개질 구조를 담금질-템퍼링 처리하지 않는 경우,
상기 강철 표면 개질 구조에서의 상기 금속 확산층의 경도는 상기 강철 기판의 경도보다 높은 것을 특징으로 하는, 아연 및 니켈 침투층을 이용하여 형성된 강철 표면 개질 구조.
The method according to claim 1,
If the steel surface modification structure is not quenched-tempered,
Wherein the hardness of the metal diffusion layer in the steel surface modification structure is higher than the hardness of the steel substrate.
제 1 항에 있어서,
상기 강철 표면 개질 구조는, 담금질-템퍼링 처리 후에 형성된 담금질-템퍼링 구조를 더 포함하고,
상기 금속 확산층의 경도는 상기 강철 기판의 경도보다 높지 않은 것을 특징으로 하는, 아연 및 니켈 침투층을 이용하여 형성된 강철 표면 개질 구조.
The method according to claim 1,
The steel surface modification structure further comprises a quenching-tempering structure formed after the quenching-tempering process,
Wherein the hardness of the metal diffusion layer is not higher than the hardness of the steel substrate.
제 2 항에 있어서,
상기 강철 표면 개질 구조를 담금질-템퍼링 처리하지 않고, 상기 강철 표면 개질 구조를 1-5%의 체적비의 질소 에탄올 용액으로 10-50초 동안 에칭한 경우,
상기 금속 확산층의 펄라이트의 색는 상기 강철 기판의 펄라이트의 색보다 옅은것을 특징으로 하는, 아연 및 니켈 침투층을 이용하여 형성된 강철 표면 개질 구조.
3. The method of claim 2,
When the steel surface modification structure is etched for 10 to 50 seconds with a nitrogen-ethanol solution having a volume ratio of 1-5% without quenching-tempering the steel surface modification structure,
Wherein the color of the pearlite of the metal diffusion layer is lighter than the pearlite of the steel substrate.
제 3 항에 있어서,
상기 담금질-템퍼링 처리 후, 상기 중탄소강 및 중탄소합금강의 표면 개질 구조의 금속 확산층은 담금질-템퍼링 조직이며,
상기 강철 표면 개질 구조를 1-5%의 체적비의 질소 에탄올 용액으로 10-50초 동안 에칭한 후에도 여전히 희고 밝은 색을 나타내는 것을 특징으로 하는, 아연 및 니켈 침투층을 이용하여 형성된 강철 표면 개질 구조.
The method of claim 3,
After the quenching-tempering treatment, the metal diffusion layer of the surface-modified structure of the medium carbon steel and the medium carbon alloy steel is a quenching-tempering structure,
Wherein the steel surface modification structure is still white and bright after etching for 10 to 50 seconds with a nitrogenous ethanol solution at a volume ratio of 1-5%.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 합금 침적층의 두께는 60-110㎛이며, 상기 금속 확산층의 두께는 30-120㎛인 것을 특징으로 하는, 아연 및 니켈 침투층을 이용하여 형성된 강철 표면 개질 구조.
6. The method according to any one of claims 1 to 5,
Wherein the alloy deposit layer has a thickness of 60 to 110 占 퐉 and the metal diffusion layer has a thickness of 30 to 120 占 퐉.
제 6 항에 있어서,
상기 높은 부식 방지 성능을 갖고 있는 표면 개질 강철 구조의 강철 기판은 중탄소강 또는 중탄소합금강인 것을 특징으로 하는 아연 및 니켈 침투층을 이용하여 형성된 강철 표면 개질 구조.
The method according to claim 6,
Wherein the steel substrate of the surface-modified steel structure having high corrosion resistance is a medium carbon steel or a medium carbon alloy steel, the steel surface modification structure formed using the zinc and nickel penetration layer.
(S1) 중탄소강 또는 중탄소합금강의 강철 기판을 제공하는 단계,
(S2) 알칼리 용액으로 상기 강철 기판의 표면에 대하여 알카리 세척 및 탈지 처리를 수행하는 알카리 세척 및 탈지 단계,
(S3) S2 단계 후의 상기 강철 기판에 대하여 쇼트 블라스팅하여 녹을 제거하는 단계,
(S4) 밀폐된 강철 용기에 상기 강철 기판 및 침투제를 적재하고, 5-10회전/분의 회전 속도 및 370-430℃의 가열 온도로 상기 강철 용기를 회전시키며 가열하여 가열 침투층을 형성하는 단계, 이때 상기 침투제는 Zn 분말 25-30 중량%, Ni 분말 2-2.5 중량%, Al 분말 1-2.5 중량%, 희토류 0.5-1.5 중량%, 염화 암모늄 1-4 중량% 및 잔부의 Al2O3 분말이 균일하게 혼합되어 형성된 것이며,
(S5) 후속 세척 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 아연 및 니켈 침투층을 이용하여 형성된 강철 표면 개질 구조의 제조 방법.
Providing a steel substrate of carbon steel or heavy carbon alloy steel in step (S1)
(S2) an alkaline washing and degreasing step of performing alkaline washing and degreasing treatment on the surface of the steel substrate with an alkaline solution,
(S3) a step of performing a shot blasting on the steel substrate after step S2 to remove rust,
(S4) The steel substrate and the penetrating agent are loaded in a sealed steel container, and the steel container is rotated at a rotation speed of 5-10 rotations / minute and a heating temperature of 370-430 DEG C and heated to form a heat permeation layer , in which the wetting agent is 25 to 30% by weight of Zn powder, Ni powder, 2-2.5% by weight of Al powder, 1-2.5% by weight, 0.5-1.5% by weight rare earth, ammonium chloride 1-4% by weight, and the balance Al 2 O 3 The powder is formed by uniformly mixing,
(S5) a subsequent cleaning step. ≪ Desc / Clms Page number 13 > 5. A method of making a steel surface modification structure formed using a zinc and nickel infiltration layer.
KR1020197007941A 2016-08-19 2017-06-30 Steel surface modification structure formed using nickel and zinc infiltration layer and manufacturing method thereof KR20190056368A (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610690168.9 2016-08-19
CN201610690168.9A CN106399925B (en) 2016-08-19 2016-08-19 Steel surface modification structure formed by utilizing zinc-nickel infiltration layer and preparation method thereof
PCT/CN2017/091034 WO2018032888A1 (en) 2016-08-19 2017-06-30 Steel surface-modified structure formed using zinc-nickel infiltration layer, and method for preparation thereof

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20190056368A true KR20190056368A (en) 2019-05-24

Family

ID=58005000

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020197007941A KR20190056368A (en) 2016-08-19 2017-06-30 Steel surface modification structure formed using nickel and zinc infiltration layer and manufacturing method thereof

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20190161846A1 (en)
EP (1) EP3502304A4 (en)
KR (1) KR20190056368A (en)
CN (1) CN106399925B (en)
RU (1) RU2721728C1 (en)
WO (1) WO2018032888A1 (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106399925B (en) * 2016-08-19 2021-08-13 重庆大有表面技术有限公司 Steel surface modification structure formed by utilizing zinc-nickel infiltration layer and preparation method thereof
CN109136828B (en) * 2018-09-27 2020-08-14 中国人民解放军陆军装甲兵学院 Preparation method of Zn-Al-Ni anticorrosive function permeable layer
RU2750671C1 (en) * 2020-08-28 2021-06-30 Михаил Иванович Сердюк Method for zinc deposition on the surface of embedded parts and reinforcement of reinforced concrete structures
KR20220162291A (en) * 2021-06-01 2022-12-08 현대자동차주식회사 Widing device of hair pin type stator coil
CN114381723B (en) * 2022-01-12 2022-12-20 南京工程学院 Steel workpiece surface corrosion-resistant layer and preparation method thereof

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS605927A (en) * 1983-06-23 1985-01-12 Japan Metals & Chem Co Ltd Reinforcement for concrete structure to be affected by sea water
FR2672827A1 (en) * 1991-02-14 1992-08-21 Michelin & Cie METALLIC WIRE COMPRISING A STEEL SUBSTRATE HAVING A WRINKLE - TYPE RECTANGULAR STRUCTURE AND A COATING; METHOD FOR OBTAINING THIS WIRE.
CN1192124C (en) * 2001-12-22 2005-03-09 中国石油乌鲁木齐石油化工总厂 Zinc-aluminium embedding co-permeating method for iron and steel products and its permeating agent
CN101319300B (en) * 2008-07-10 2010-08-04 重庆大有表面技术有限公司 Zinc-nickel seeping layer ferrous metal corrosion protection process
CN101665898B (en) * 2009-10-14 2011-07-20 北京中路大成科技发展有限公司 Method for preparing ZnAlNi multi-component alloy anticorrosive coating on workpiece surface
US9551057B2 (en) * 2011-07-29 2017-01-24 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation Galvannealed layer and steel sheet comprising the same, and method for producing the same
CN102777468B (en) * 2012-08-21 2014-11-19 重庆大有表面技术有限公司 Production process of double-height bolt and double-height bolt produced thereby
CN105861982A (en) * 2016-05-24 2016-08-17 芜湖众源复合新材料有限公司 Zinc-aluminum-nickel alloy co-diffusion agent for bridge embedded part
CN105839047A (en) * 2016-06-16 2016-08-10 福建大统铁路精密装备股份有限公司 Zincizing infiltrated layer corrosion resistance process for metal
CN106399925B (en) * 2016-08-19 2021-08-13 重庆大有表面技术有限公司 Steel surface modification structure formed by utilizing zinc-nickel infiltration layer and preparation method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
EP3502304A4 (en) 2020-01-08
WO2018032888A1 (en) 2018-02-22
RU2721728C1 (en) 2020-05-21
EP3502304A1 (en) 2019-06-26
US20190161846A1 (en) 2019-05-30
CN106399925A (en) 2017-02-15
CN106399925B (en) 2021-08-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20190056368A (en) Steel surface modification structure formed using nickel and zinc infiltration layer and manufacturing method thereof
EP2946031B1 (en) Method for producing a chromium coating on a metal substrate
CN102828145A (en) Low temperature gas carburizing method for realizing reinforcement and corrosion resistance of austenitic stainless steel
KR102411170B1 (en) Surface modified steel member formed by nickel and zinc penetration and method for making the same
CN103215536A (en) Low-temperature nitriding method for forming corrosion-resistant hardened layer on surface of stainless steel
CN106863142A (en) A kind of method of gear composite surface intensive treatment
CN104498921B (en) Special treating agent for galvanizing surface chemical conversion and treating technique thereof
CN108277448B (en) Method for hot dipping co-infiltration of aluminum alloy
CN104775089A (en) Rapid salt-bath nitridation method by applying magnetic field
CN101760717B (en) Method for carrying out diffusion treatment on coating of engineering parts resistant to marine climate
CN108103291A (en) A kind of anti-corrosion treatment process of cast-iron electric-cooker inner container
JPH04143263A (en) Hard austenitic stainless steel screw and production thereof
US11459659B2 (en) Nanocrystalline material based on stainless steel surface, and preparation method therefor
US10260630B2 (en) Plunger with ion nitriding treatment for a hydraulic fracturing pump and a method for making said plunger
CN101748353A (en) Method for antiseptic treatment of marine climate resistant engineering component
CN103276349A (en) Low-carbon steel surface salt bath rare earth vanadium-titanium boronizing agent and treatment process thereof
CN105506536A (en) Corrosion resistance process of carbon steel frying pan
CN111321396A (en) Metal surface treatment method
KR101931079B1 (en) Passivation Method of Stainless steel for Improving Corrosion Resistance
CN104561873A (en) Carbon-steel hot-aluminizing technology based on surface pretreatment
CN108950471A (en) A kind of metal product surface corrosion-resistance treatment technique
CN104694875A (en) Method for preparing Ti-Cr high-hardness composite coating on metal material surface
CN110965016A (en) Surface treatment method for mechanical parts
JPS61119678A (en) Lead-tin alloy plated steel sheet of high corrosion resistance
CN118563377A (en) High corrosion-resistant metal coating and coating process thereof

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application
J201 Request for trial against refusal decision
J301 Trial decision

Free format text: TRIAL NUMBER: 2021101000782; TRIAL DECISION FOR APPEAL AGAINST DECISION TO DECLINE REFUSAL REQUESTED 20210326

Effective date: 20220216