一种白铜合金表面耐腐蚀涂层及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114293142A(43)申请公布日2022.04.08(21)申请号202111485034.0(22)申请日2021.12.07(71)申请人上海理工大学地址200093上海市杨浦区军工路516号(72)发明人陈小红周洪雷刘平高宇航万梓璇张凯李伟马凤仓付少丽邵国森(74)专利代理机构北京迎硕知识产权代理事务所(普通合伙)11512代理人钱扬保张群峰(51)Int.Cl.C23C10/48(2006.01)C23C10/02(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称一种白铜合金表面耐腐蚀涂层及其制备方法(57)摘要本发明为一种白铜合金表面耐腐蚀涂层及其制备方法，该涂层采用粉末包覆法结合高温扩散热处理工艺制备，通过热处理，升温至渗铝层生长温度，加热过程中伴随着氮气，生长结束后降到一定温度时关闭氮气并随炉冷却，这一过程使得铝源在热力学动力的推力下在白铜合金表面形成一定厚度的并且结合力较强的扩散渗铝层，这个过程包括铝原子向白铜基体扩散过程，还包括镍原子从白铜内部扩散到渗铝层的过程，涂层由内而外随着铝含量的变化形成厚度为120～200μm的扩散渗铝层，本发明获得的白铜表面耐腐蚀涂层可在保证界面结合力的基础上，同时提高白铜合金的耐腐蚀性能。CN114293142ACN114293142A权利要求书1/1页1.一种白铜合金表面耐腐蚀涂层，包括白铜合金表面改性结构；所述白铜合金表面改性结构是形成于铜合金基体表面的耐腐蚀的合金结构，所述铜合金表面改性结构包括从表面到内部依次为氧化杂质层、扩散渗铝层和基体；其中所述白铜合金为90/10铜镍合金，所述杂质层厚度为40～60μm，扩散渗铝层厚度为120～200μm。2.一种如权利要求1所述的白铜合金表面耐腐蚀涂层的制备方法，包括如下步骤：1)白铜合金预处理步骤采用砂纸逐级对白铜合金表面打磨，然后在无水乙醇中超声清洗，烘箱中烘干，得到打磨后的白铜合金表面；2)渗铝剂制备步骤按照质量百分比称取铜铝合金粉，铝粉，氧化铝粉和氯化铵颗粒，所述铜铝合金粉(铜含量60％)，铜铝合金粉含量50～80％，所述铜铝合金粉粒度30～60μm，所述铝粉含量4～6％，铝粉粒度50～70μm，所述氯化铵颗粒含量1～2％，余量为氧化铝粉，氧化铝粒度5～15μm，将所述混合粉末充分机械混合后得到渗铝剂；3)高温扩散渗铝层制备步骤选用陶瓷坩埚作为载体，对选用的陶瓷坩埚使用去离子水和无水乙醇交替充分清洗、烘干处理；在处理过的坩埚中平铺一层步骤2)处理得到的渗铝层，将步骤1)处理的白铜合金包覆于渗铝剂中，盖上坩埚盖子，采用高温热处理工艺制备扩散渗铝层。3.根据权利要求2所述的制备方法，所述高温热处理工艺制备扩散渗铝层的步骤为：a、将上述得到的含有样品的陶瓷坩埚放置在石英管热处理管式炉中，两头用塞棒堵塞，塞棒直径小于石英管直径5～8mm；b、按照8～12℃/min的速度升温至渗铝层形成温度，所述的渗铝温度为700～850℃，并保温3～5小时保证渗铝层充分形成，保温时间结束后关闭电源，让其随炉冷却至室温，清洗后样品表面即得到渗铝层。2CN114293142A说明书1/4页一种白铜合金表面耐腐蚀涂层及其制备方法技术领域[0001]本发明属于铜合金表面改性领域，涉及一种高温热处理工艺形成耐腐蚀涂层及其制备方法。技术背景[0002]随着对海洋资源的进一步探索以及经济发展的需求，对耐腐蚀材料需求也在日益剧增，目前，铜镍合金由于其较高的导热性、良好的机械可操作性，是目前海洋管道材料的主要来源之一，包括沿海发电厂和海水淡化厂的冷凝器和热交换管材料，海洋钻井平台和船舶上的海水管道材料。具有良好的耐海水腐蚀和防污性能、优异的机械延展性和防污性能。但由于深海环境恶劣，白铜合金容易腐蚀，导致海水管道系统失效，造成严重的经济损失和人员伤亡。因此，针对提升白铜合金在海洋环境中的耐腐蚀具有重要意义。采用表面改性技术对白铜合金进行耐腐蚀层的构建是具有很高的研究价值。其中高温热处理渗铝技术处理的工件具有较高的耐腐蚀性，同时还具有较高的耐磨以及结合力。因此提供一种利用渗铝层形成的具有高防腐蚀性能的白铜合金表面改性是非常必要的。[0003]但是涂层的应用主要有两个必须解决的问题：(1)渗层厚度要适中且成形良好；(2)渗层与基体要有良好的界面结合；(3)渗层对白铜合金耐腐蚀的影响。发明内容[0004]针对现有技术中的上述技术问题，本发明提供了一种白铜合金表面耐腐蚀涂层及其制备方法，所述的白铜合金表面耐腐蚀涂层及其制备方法要解决涂层厚度及成形情况，涂层和白铜合金的结合问题以及渗层对白铜合金的耐腐蚀性影响的技术问题。[0005]本发明的目的之一是提供一种白铜合金表面耐腐蚀涂层