本发明涉及一种不锈钢表面处理方法，属于金属表面处理领域。
背景技术：
不锈钢具有优良的耐蚀性、焊接性及综合力学性能，在航空航天、化工、原子能等行业中广泛应用，但其表面硬度较低，且在特定的腐蚀环境中的耐蚀性能有待进一步提高。目前常见的方法是表面贴附一层耐磨腐蚀层，然而采用这样的方案使用寿命很短，因而可以考虑采用表面渗层的方式强化不锈钢。
技术实现要素：
针对上述现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种操作简单方便、不会对环境造成污染的不锈钢表面处理方法，处理后的不锈钢表面具有良好的耐腐蚀性和较高的硬度。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种不锈钢表面处理方法，包括如下步骤：
(1)采用zr板作为源极，将源极打磨清理干净，基材采用304奥氏体不锈钢，装炉前，将试样依次经不同型号的水砂纸打磨，并用抛光机抛光，再用超声波清洗干净并烘干；
(2)采用多功能离子化学热处理炉进行渗锆处理，工艺参数为:极间距20-30mm，氩气工作气压30-35pa，保温温度1000-1060℃，源极与阴极之间的电压差300-350v，保温时间4-5h；
(3)试样随炉冷却至室温。
作为一个优选的方案，所述热处理炉型号为dglt-15型。
作为一个优选的方案，所述zr板纯度99.99％。
作为一个优选的方案，所述步骤(2)极间距20mm，氩气工作气压30pa，保温温度1000℃。
作为一个优选的方案，所述步骤(2)的源极与阴极之间的电压差350v，保温时间4h。
本发明操作简单方便、不会对环境造成污染；经过渗锆处理后，试样表面的硬度提高了约3倍，硬度由表及里逐渐降低，呈梯度分布；在不锈钢表面形成65μm、均匀致密的渗层；不锈钢基材的相对腐蚀速度分别是渗zr合金层的3.15倍、6.23倍、3.12倍；不锈钢表面腐蚀较为严重，而渗层表面只出现轻微的局部腐蚀，可见经渗锆处理后不锈钢的耐蚀性有所改善。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例1
不锈钢表面处理方法，包括如下步骤：
(1)采用zr板作为源极，将源极打磨清理干净，基材采用304奥氏体不锈钢，装炉前，将试样依次经不同型号的水砂纸打磨，并用抛光机抛光，再用超声波清洗干净并烘干；
(2)采用多功能离子化学热处理炉进行渗锆处理，工艺参数为:极间距20mm，氩气工作气压30pa，保温温度1000℃，源极与阴极之间的电压差300v，保温时间4h；
(3)试样随炉冷却至室温。
用hv1000型显微硬度仪检测试样硬度，载荷50g，加载时间10s。采用恒电位法和电化学测量仪进行电化学腐蚀试验，将试样依次用丙酮、蒸馏水冲洗干净，试样工作面积为1cm2，其余非工作面均用石蜡密封。然后将试样浸入腐蚀液中，以饱和甘汞电极作为参比电极，铂电极作为辅助电极，参比电极和研究电极之间用盐桥连接，鲁金毛细管距研究电极1-2mm，待稳定10min后进行阴极和阳极极化，最后计算腐蚀速度。
经测量，表面的硬度为1530hv0.05，明显大于不锈钢基材的表面硬度(350hv0.05)，可见，经过渗锆处理后，试样表面的硬度提高了约3倍，硬度由表及里逐渐降低，呈梯度分布。
在不锈钢表面形成65μm、均匀致密的渗层；不锈钢基材的相对腐蚀速度分别是渗zr合金层的3.15倍、6.23倍、3.12倍；不锈钢表面腐蚀较为严重，而渗层表面只出现轻微的局部腐蚀，可见经渗锆处理后不锈钢的耐蚀性有所改善。
实施例2
不锈钢表面处理方法，包括如下步骤：
(1)采用zr板作为源极，将源极打磨清理干净，基材采用304奥氏体不锈钢，装炉前，将试样依次经不同型号的水砂纸打磨，并用抛光机抛光，再用超声波清洗干净并烘干；
(2)采用多功能离子化学热处理炉进行渗锆处理，工艺参数为:极间距30mm，氩气工作气压35pa，保温温度1060℃，源极与阴极之间的电压差350v，保温时间5h；
(3)试样随炉冷却至室温。
该实施例制备的材料性能与实施例1类似。
实施例3
不锈钢表面处理方法，包括如下步骤：
(1)采用zr板作为源极，将源极打磨清理干净，基材采用304奥氏体不锈钢，装炉前，将试样依次经不同型号的水砂纸打磨，并用抛光机抛光，再用超声波清洗干净并烘干；
(2)采用多功能离子化学热处理炉进行渗锆处理，工艺参数为:极间距20mm，氩气工作气压30pa，保温温度1000℃，源极与阴极之间的电压差350v，保温时间4h；
(3)试样随炉冷却至室温。
该实施例制备的材料性能与实施例1类似。