一种黑色金属表面纳米石墨烯复合层及其制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115725927A(43)申请公布日2023.03.03(21)申请号202211398409.4(22)申请日2022.11.09(71)申请人绵阳万鑫科技有限公司地址621000四川省绵阳市绵州大道北段13号经开区工业园(72)发明人邓才松陈蓉邓鸿月(74)专利代理机构四川力久律师事务所51221专利代理师陈明龙(51)Int.Cl.C23C10/22(2006.01)C23C10/02(2006.01)C23C10/60(2006.01)C23C12/02(2006.01)C22C21/10(2006.01)C25D11/34(2006.01)权利要求书2页说明书16页(54)发明名称一种黑色金属表面纳米石墨烯复合层及其制备方法(57)摘要本发明属于金属材料表面处理加工技术领域，具体涉及一种黑色金属表面纳米石墨烯复合层及其制备方法，所述纳米石墨烯复合层是厚度为0.1‑0.4mm的复合层，所述石墨烯复合层包含以下重量百分比成分：石墨烯0.01%‑0.05%、混合稀土RE0.02%‑0.1%、Zn5%‑30%、Si0.7%‑3.2%、Mn0.07%‑0.08%、B0.001%‑0.03%、Mg0.001%‑0.03%、V0.001%‑0.03%、Ti0.001%‑0.03%、Zr0.001%‑0.03%，余量为Al。纳米石墨烯复合层选取多元纳米石墨烯渗透剂渗透，加热炉中高温扩散，再复合氧化，配合程序控制脉冲电压电流再扩散渗入基材表层融合，在黑色金属表面形成物理冶金结合的复合层。该复合层具有高强耐磨、耐蚀耐高温的特性，可长期承耐800℃高温冲蚀、2500小时盐雾、弱、中酸、碱腐蚀等多功能优点。CN115725927ACN115725927A权利要求书1/2页1.一种黑色金属表面纳米石墨烯复合层，所述纳米石墨烯复合层是厚度为0.1‑0.4mm的复合层，所述石墨烯复合层包含以下重量百分比成分：石墨烯0.01%‑0.05%、混合稀土RE0.02%‑0.1%、Zn5%‑30%、Si0.7%‑3.2%、Mn0.07%‑0.08%、B0.001%‑0.03%、Mg0.001%‑0.03%、V0.001%‑0.03%、Ti0.001%‑0.03%、Zr0.001%‑0.03%，余量为Al。2.根据权利要求1所述黑色金属表面纳米石墨烯复合层，其特征在于，所述纳米石墨烯复合层的厚度0.2～0.35毫米。3.一种黑色金属表面纳米石墨烯复合层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、预处理：取黑色金属工件进行洁净处理；步骤2、表面渗透：将步骤1处理好的黑色金属工件吊入助渗池中，在650‑780℃热浸渗3‑10分钟，吊出，冷却至室温，得到第一中间体工件；然后，将工件吊入渗透池中，720～820℃渗透5～10分钟，吊出工件，置于池旁，冷却至室温，得到第二中间体工件；步骤3、将第二中间体工件吊入电炉，加热至950～1050℃，恒温20‑60分钟，然后冷却至室温，得到第三中间体工件；步骤4，氧化渗透：将所述第三中间体工件吊入氧化池中，通电氧化扩散；采用双脉冲电压，正电压范围为30V‑600V，负电压范围为15V‑180V，电流密度范围为0.3‑15A/dm2；溶液温度为5～30℃，扩散时间为20秒‑10分钟；完成后，吊出工件，循环水池冷却，烘干或风干，得到第四中间体工件；步骤5、封孔：将所述第四中间体工件，工件温度保持300～380℃，吊入至封孔液中，封孔处理3‑10min后，吊出，冷却至室温，完成黑色金属表面复合层制备。4.根据权利要求1所述黑色金属表面纳米石墨烯复合层的制备方法，其特征在于，步骤1中，洁净处理采用脱脂剂进行清洗，所述脱脂剂的成分包含：氢氧化钠0.6‑0.8g/L、碳酸钠11.3‑11.8g/L、氢氧化钾0.8‑1.2g/L、余量为水。5.根据权利要求1所述黑色金属表面纳米石墨烯复合层的制备方法，其特征在于，步骤2，黑色金属工件从助渗池中吊出后，悬吊于助渗池上方或旁边，工件表面多余助渗液自动流回助渗池，空冷至室温。6.根据权利要求1所述黑色金属表面纳米石墨烯复合层的制备方法，其特征在于，步骤2中，所述助渗池中装有温度为650‑740℃熔融状态的助渗剂，所述助渗剂为重量百分比的以下成分：锌Zn15‑30%、混合稀土RE0.01%‑0.06%，余量为Al；所述混合稀土RE为含有La和Ce的混合稀土；所述渗透池中装有渗透剂，所述渗透剂包含重量百分比的以下成份：石墨烯粉0.01%～0.05%、混合稀土RE0.02%～0.1、Zn5%～30%、Si0.7%～3.2%、Mn0.07～0.08、BMg0.01%～0.03%、VTiZr0.001～0.003%、余量为铝Al。7.根据权