专利名称：潜艇的表面防腐工艺方案的制作方法
技术领域：
常规潜艇和核动力潜艇在现代化战争中的作用日益增大，尤其是现代战争使潜艇已成为现代化海军不可缺少的装备，也是一个国家海军军事实力的象征。该项目属于国防现代化建设领域。
背景技术：
由于潜艇长期潜入海平面以下工作。潜艇表面长期受到海水的腐蚀和海洋寄生物的侵蚀，潜艇外壳多为优质合金结构钢焊接而成，表面应力、成份差异、海水、海洋寄生物以及巨大海水压力的共同作用下潜艇表面很容易被腐蚀，影响潜艇使用寿命，甚至直接危及潜艇的安全。为此潜艇的表面防腐成为世界各国潜艇制造业的一项急需解决的课题。解放军总装备部领导也非常重视潜艇表面的防腐研究。由于潜艇外形的曲率变化大，国内外潜艇的表面防腐基本都是采用表面涂料的方法。虽然不同种类的涂料提高了潜艇表面的防腐能力，但与潜艇表面的防腐要求还相差甚远。
发明内容
本发明提出一种潜艇表面防腐蚀新的工艺方法。本发明的目的是这样实现的，第一步在潜艇整体表面采用化学镀的方法镀一层厚度为3～5μm的金属铜。第二步是在镀铜层上面用化学镀的方法镀一层50～80μm的镍—铬—磷复合层，众所周知金属镍是抗海水腐蚀最好的金属材料，任何一种化学涂料都不如金属镍的抗海水腐蚀能力强，为提高镀镍层的强度、硬度、抗腐蚀能力，采用Ni-Cr-P复合镀的方法，在潜艇整体表面镀一层0.02～0.2mm的Ni-Cr-P复合层，其抗腐蚀能力大为增强。
具体实施方法为1)建造一个2-3倍于潜艇的封闭容器，容器内表面为工业搪瓷或不锈钢，容器用四个支点将潜艇置于容器空间中部，容器四周有若干个喷头，可喷入液体并装有高压水泵和液体循环系统。
2)将模拟潜艇表面作除锈处理，用10％的稀盐酸溶液除锈蚀。
3)用粒度为2-3mm的砂粒进行喷砂处理，进一步除去潜艇的锈蚀、污迹。
4)配制镀铜液体，具体成份为(1)CuSO4·5H2O 10～20％；(2)洒石酸钾钠NaKC4H4Oi·4H2O10～20％；(3)BDTA二钠盐25～40％；(4)NaOH 7～15％；(5)甲醛HCHO37％ 10～15％；(6)a，a1-联吡啶 0.05～0.1％；(7)亚铁氰化钾K4〔Fe(CN)6〕 20～30％。
将PH值用NaOH调至12.5，将镀液温度升至40-50℃。
用水泵将镀液从不同角度喷向潜艇，使镀液充满容器，在喷射的作用下，镀液在潜艇表面流动。根据镀层的厚度要求控制液体喷射循环流动的时间，或者根据镀液的浓度变化计算出潜艇表面的镀层厚度，在潜艇表面镀一层3～5μm的铜，停止喷射，将镀液从容器中放出。用纯水冲洗潜艇表面至流出的水为中性为止。待潜艇表面风干后进行下步镍—铬—磷复合镀处理。
5)配制Ni-Cr-P复合镀液体，具体成份为(1)NiSO4·6H2O 20％；(2)CrSO4·4H2O 15％；(3)NaH2PO2·H2O 25％；(4)Na3C6H6O720％；(5)NaC2H3O210％；(6)〔CH2(NH2)COOH〕10％。
用纯水将PH值调至3.8，将镀液温度升至80-85℃。
用水泵将镀液从不同角度喷向潜艇，使镀液充满容器，在喷射的作用下，镀液在潜艇表面流动。根据镀层的厚度要求控制液体喷射循环流动的时间，或者根据镀液的镍离子浓度变化计算出潜艇表面的镀层厚度，当达到厚度要求时，停止喷射，将镀液从容器中放出。
6)测量潜艇表面的Ni-Cr-P复合层厚度，及含P量，要求为7-11％之间，最佳值为9％，含Cr量为3～5％，最佳值为4％，其余为Ni。
7)在对潜艇复合镀时，放一块与潜艇表面材料相同的试块，对试块表面镀层进行物理、化学抗腐实验，以推断潜艇表面的复合镀效果。
我们对四种优质钢材作了表面Ni-Cr-P复合镀实验，证明其抗海水腐蚀效果极佳(见表1)。
表1四种钢材在不同介质中的腐蚀情况，63％H2SO4溶液，5摩尔KOH溶液，在海水中放入90天。
表2表1中四种钢材经过Ni-Cr-P复合镀后，在不同介质中的抗腐蚀情况
中性盐雾实验表明，碳素钢表面镀为30μm的Ni-P复合层，其中P含量9％，含Cr量为4％，Ni含量87％，经3000小时表面未见腐蚀。
实施例1
对模拟潜艇进行表面抗腐蚀处理(1)模拟潜艇体积1m3；(2)模拟潜艇外壳材质40CrMnTi；(3)模拟潜艇外壳材质厚度及处理8mm，调质处理；(4)表面处理容器，体积3m3，不锈钢制成，在容器中设有36个喷嘴。
(5)模拟潜艇表面处理(模拟潜艇外形与潜艇外形相同)；①除锈，用稀盐酸将合金材料表面锈蚀除去；②用砂粒进行喷砂处理进一步除锈、除污迹。
(6)镀铜的成分配制为①CuSO4·5H2O20g/L；②洒石酸钾钠NaKC4H4Oi·4H2O 16g/L％；③BDTA二钠盐 20g/L；④NaOH 14g/L；⑤甲醛HCHO37％ 16ml/L；⑥a，a1-联吡啶20mi/L；⑦亚铁氰化钾K4〔Fe(CN)6〕 10mg/L。
将PH值用NaOH调至12.5，将镀液温度升至46℃。
⑧将模拟潜艇用四个支点支起至容器中央，同时放置试块若干块。
⑨开启循环水泵，镀液从喷嘴喷出，充满容器后，水泵继续运行，镀液在容器中循环流动。
镀铜层厚度控制在3.2～3.6μm。
(7)镀Ni-Cr-P层的成分配制为①选用分析纯NiSO4·6H2O 2kg；②选用分析纯CrSO4·4H2O 2kg；③选用分析纯NaH2PO2·H2O 2.5kg；④选用分析纯Na3C6H6O72kg；⑤选用分析纯NaC2H3O21kg；⑥〔CH2(NH2)COOH〕 1kg。
用纯水将上述化合物调至PH值3.8为至，在镀液池中将镀液加热，温度升至82℃。
(8)将模拟潜艇用四个支点支起至容器中央，同时放置试块若干块。
(9)开启循环水泵，镀液从喷嘴喷出，充满容器后，水泵继续运行，镀液在容器中循环流动。
(10)经过30分钟、1h、1.5h、h……分别取出试块，测量镀层厚度，取30μm左右，停止反应，将镀液放出。
(11)对试块和模拟潜艇表面镀层进行分析，结果如下①镀层厚度30μm；②镀层含P量9.2％；③镀层密度7.92g/cm3；④熔点890℃；⑤镀层硬度HV520。
将试块380。加温，经6h处理，硬度值达到HV1000以上。
⑥镀层抗腐蚀试验 在中性盐雾中3000小时，未发现锈蚀。
电加热镀铜液池和电加热镀Ni-Cr-P液池经过高压水泵传送到容有潜艇的密封容器中，通过容器四周若干个喷头，喷嘴向一个方向倾斜使喷出的液体在容器中流动，液体喷入容器的量与流出口流量相等，再通过回流阀到电加热镀池中，实现液体循环。
权利要求
1.本发明提出一种潜艇表面防腐处理的工艺方法。其特性在于1)建造一个2-3倍于潜艇的封闭容器，容器内表面为工业搪瓷或不锈钢，容器用四个支点将潜艇置于容器空间中部，容器四周有若干个喷头，可喷入液体并装有高压水泵和液体循环系统。2)将潜艇表面作除锈处理，可用10％的稀盐酸溶液除锈蚀。3)用粒度为2-3mm的砂粒进行喷砂处理，进一步除去潜艇的锈蚀、污迹。4)配制镀铜液体，具体成份为(1)CuSO4·5H2O10～20％；(2)洒石酸钾钠NaKC4H4Oi·4H2O 10～20％；(3)BDTA二钠盐 25～40％；(4)NaOH 7～15％；(5)甲醛HCHO37％ 10～15％(6)a，a-联吡啶 0.05～0.1％；(7)亚铁氰化钾K4〔Fe(CN)6〕20～30％。将PH值用NaOH调至12.5，将镀液温度升至40-50℃。用水泵将镀液从不同角度喷向潜艇，使镀液充满容器；在喷射的作用下，镀液在潜艇表面流动。根据镀层的厚度要求控制液体喷射循环流动的时间，或者根据镀液的浓度变化计算出潜艇表面的镀层厚度，在潜艇表面镀一层3～5μm的铜，停止喷射，将镀液从容器中放出。用纯水冲洗潜艇表面至流出的水为中性为止。待潜艇表面风干后进行下步镍—铬—磷复合镀处理。5)配制Ni-Cr-P复合镀液体，具体成份为(1)NiSO4·6H2O 10～20％；(2)CrSO4·4H2O 5～15％；(3)NaH2PO2·H2O 10～25％；(4)Na3C6H6O710～20％；(5)NaC2H3O25～10％；(6)〔CH2(NH2)COOH〕5～10％。用纯水将PH值调至3.8，将镀液温度升至80-85℃。用水泵将镀液从不同角度喷向潜艇，使镀液充满容器，在喷射的作用下，镀液在潜艇表面流动。根据镀层的厚度要求控制液体喷射循环流动的时间，或者根据镀液的镍离子浓度变化计算出潜艇表面的镀层厚度，当达到厚度要求时，停止喷射，将镀液从容器中放出。6)测量潜艇表面的Ni-Cr-P复合层厚度，及含P量，要求为7-11％之间，最佳值为9％，含Cr量为3～5％，最佳值为4％，其余为Ni。7)在对潜艇复合镀时，放一块与潜艇表面材料相同的试块，对试块表面镀层进行物理、化学抗腐实验，以推断潜艇表面的复合镀效果。
2.按照权利要求书1所述的潜艇表面防腐处理的工艺方法，其特性在于1)建造一个2-3倍于潜艇的封闭容器，容器内表面为工业搪瓷或不锈钢，容器用四个支点将潜艇置于容器空间中部，容器四周有若干个喷头，可喷入液体并装有高压水泵和液体循环系统。2)将潜艇表面作除锈处理，可用10％的稀盐酸溶液除锈蚀。3)用粒度为2-3mm的砂粒进行喷砂处理，进一步除去潜艇的锈蚀、污迹。4)配制镀铜液体，具体成份为(1)CuSO4·5H2O 20％；(2)洒石酸钾钠NaKC4H4Oi·4H2O10％；(3)BDTA二钠盐29.9％；(4)NaOH 15％；(5)甲醛HCHO37％ 15％；(6)a，a1-联吡啶 0.1％；(7)亚铁氰化钾K4〔Fe(CN)6〕 15％。将PH值用NaOH调至12.5，将镀液温度升至45℃。用水泵将镀液从不同角度喷向潜艇，使镀液充满容器，在喷射的作用下，镀液在潜艇表面流动。根据镀层的厚度要求控制液体喷射循环流动的时间，或者根据镀液的浓度变化计算出潜艇表面的镀层厚度，在潜艇表面镀一层3.6μm的铜，停止喷射，将镀液从容器中放出。用纯水冲洗潜艇表面至流出的水为中性为止。待潜艇表面风干后进行下步镍—铬—磷复合镀处理。5)配制Ni-Cr-P复合镀液体，具体成份为(1)NiSO4·6H2O 20％；(2)CrSO4·4H2O 15％；(3)NaH2PO2·H2O 25％；(4)Na3C6H6O720％；(5)NaC2H3O210％；(6)〔CH2(NH2)COOH〕 10％。用纯水将PH值调至3.8，将镀液温度升至80-85℃。用水泵将镀液从不同角度喷向潜艇，使镀液充满容器，在喷射的作用下，镀液在潜艇表面流动。根据镀层的厚度要求控制液体喷射循环流动的时间，或者根据镀液的镍离子浓度变化计算出潜艇表面的镀层厚度，当达到厚度要求时，停止喷射，将镀液从容器中放出。6)测量潜艇表面的Ni-Cr-P复合层厚度，及含P量，要求为7-11％之间，最佳值为9％，含Cr量为3～5％，最佳值为4％，其余为Ni。7)在对潜艇复合镀时，放一块与潜艇表面材料相同的试块，对试块表面镀层进行物理、化学抗腐实验，以推断潜艇表面的复合镀效果。
全文摘要
本发明提出一种潜艇表面的防腐处理工艺方法，该工艺是利用了潜艇自身密封性极好的特点对潜艇进行整体表面处理，第一步在潜艇整体表面采用化学镀的方法镀一层厚度为3～5μm的金属铜。第二步是在镀铜层上面用化学镀的方法镀一层50～80μm的镍—铬—磷复合层，由于镍—铬—磷复合镀层不仅有极强的抗海水腐蚀能力，而且该镀层具有很高的硬度、强度和耐磨性，使潜艇的可靠性和战斗力得以提高。
文档编号C23C18/40GK1455021SQ0214608
公开日2003年11月12日 申请日期2002年10月30日 优先权日2002年10月30日
发明者陈有孝, 王锦瑞 申请人:陈有孝