一种不锈钢用高性能纳米复合涂层的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种不锈钢用高性能纳米复合涂层的制备方法，属于不锈钢防护涂层制备领域。
【背景技术】
[0002]不锈钢是国民经济发展的基本建材，已经被广泛的使用在各个领域，在国民经济中将发挥越来越重要的作用。在实际应用中，不锈钢的应用发展在很大程度上制约于其表面处理和保护技术。在各种酸，碱腐蚀以及潮湿环境的侵蚀作用下，不锈钢的表面性能受到严重的破坏。这不仅造成了安全隐患，而且还因为提前更换钢材造成极大的资源、能源浪费。因此，如何合理的使用和保护不锈钢材，防止或减弱对不锈钢材的腐蚀，延长不锈钢材的服役时间，对国民经济的可持续发展具有重要意义。
[0003]涂层防护是提高不锈钢抗腐蚀、抗污能力的一种简便、有效的方法，也是将不锈钢推向高端应用领域的途径之一。涂层不锈钢不仅在飞机、高速铁路机车、探月等重大工程中发挥积极作用，而且在家电、汽车、厨具、电梯等日常生活中也有广泛应用。不锈钢的涂层防护就是通过在不锈钢基体表面和腐蚀介质之间建立一道人工屏障，来阻止和延缓不锈钢腐蚀和破坏目的的方法。按照不锈钢防护涂层的组成，可将其分为金属涂层、无机涂层、聚合物涂层、有机-无机复合涂层、导电聚合物涂层等五大类。但目前这些不锈钢防护涂层在高温高压酸性环境中极易分解，与基材的附着力差，机械强度低，导致其使用寿命短，遇外力撞击或强烈震动易破损和脱落。因此在此基础上研究出一种不锈钢用高性能纳米复合涂层，在相关领域具有很好的发展前景。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题:针对目前不锈钢防护涂层在高温高压酸性环境中极易分解，与基材的附着力差，机械强度低，导致其使用寿命短，遇外力撞击或强烈震动易破损和脱落的弊端，提供了一种将不锈钢煅烧锻打成火红色后，放入盐酸中浸泡，经煅烧锻打成火红色后，放入氢氧化钠中浸泡，再进行煅烧锻打成火红色后于密闭炉中，通入氧气进行氧化，然后将铝粉喷覆于不锈钢上，再放入双氧水中浸泡，再通过与有机物混合浸泡干燥后制得不锈钢用高性能纳米复合涂层的方法。本发明制备简单，涂层与基材附着力好，使用寿命长，不易破损和脱落。
[0005]为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是:
(I)启动钢铁冶炼炉，设置温度为1000?1100°C，预热20?30min，预热完成后，取5?7kg不锈钢放入冶炼炉中进行煅烧，边煅烧边进行反复锻打，待不锈钢颜色煅烧成火红色时，停止煅烧，立即取出放入质量分数为38%的盐酸溶液中，浸泡10?15min;
(2 )待上述浸泡完成后，放入冶炼炉中继续煅烧，边煅烧边进行反复锻打，待不锈钢颜色煅烧成火红色时，停止煅烧，立即取出放入浓度为2.3?2.5mol/L的氢氧化钠溶液中，浸泡10?15min; (3)待浸泡10?15min后，取出再放入冶炼炉中继续煅烧，边煅烧边进行反复锻打，待不锈钢颜色煅烧成火红色时，停止煅烧，立即取出放入密闭炉中，同时向密闭炉中通入氧气，控制氧气通入速率为25?30mL/s，待密闭炉中含氧量为80?90%时，停止通入，密封反应2?3h；
(4)反应完毕后，按不锈钢与铝粉质量比8:1，将铝粉放入喷枪中，控制压力为0.5?0.8MPa，将铝粉均匀喷覆于不锈钢表面，喷覆完后，将喷覆铝粉的不锈钢放入质量分数为17%的双氧水中，浸泡20?30min;
(5)浸泡完成后，取出自然冷却，随后将其放入容器中，按乙二醇、羟基乙叉二膦酸与容器体积比1:1:2，分别将乙二醇和羟基乙叉二膦酸添加至容器中，搅拌使其完全混合后，浸泡I?2h;
(6)待浸泡完后，取出放入温度为50?60°C的真空干燥箱中干燥2?3h，干燥后取出自然冷却至室温，即制得一种不锈钢用高性能纳米复合涂层。
[0006]本发明与其他方法相比，有益技术效果是:
(1)本发明涂层在高温高压酸性环境中极不易分解，与基材附着力好，使用寿命长，遇外力撞击或强烈震动不易破损和脱落；
(2)抗腐蚀能力和抗污能力强，机械强度高，达748?752MPa。
【具体实施方式】
[0007]首先启动钢铁冶炼炉，设置温度为1000?1100°C，预热20?30min，预热完成后，取5?7kg不锈钢放入冶炼炉中进行煅烧，边煅烧边进行反复锻打，待不锈钢颜色煅烧成火红色时，停止煅烧，立即取出放入质量分数为38%的盐酸溶液中，浸泡1?15min;然后待上述浸泡完成后，放入冶炼炉中继续煅烧，边煅烧边进行反复锻打，待不锈钢颜色煅烧成火红色时，停止煅烧，立即取出放入浓度为2.3?2.5mol/L的氢氧化钠溶液中，浸泡10?15min;再待浸泡10?15min后，取出再放入冶炼炉中继续煅烧，边煅烧边进行反复锻打，待不锈钢颜色煅烧成火红色时，停止煅烧，立即取出放入密闭炉中，同时向密闭炉中通入氧气，控制氧气通入速率为25?30mL/s，待密闭炉中含氧量为80?90%时，停止通入，密封反应2?3h ；反应完毕后，按不锈钢与铝粉质量比8:1，将铝粉放入喷枪中，控制压力为0.5?0.8MPa，将铝粉均匀喷覆于不锈钢表面，喷覆完后，将喷覆铝粉的不锈钢放入质量分数为17%的双氧水中，浸泡20?30min;浸泡完成后，取出自然冷却，随后将其放入容器中，按乙二醇、羟基乙叉二膦酸与容器体积比1: 1:2，分别将乙二醇和羟基乙叉二膦酸添加至容器中，搅拌使其完全混合后，浸泡I?2h ；最后待浸泡完后，取出放入温度为50?60°C的真空干燥箱中干燥2?3h，干燥后取出自然冷却至室温，即制得一种不锈钢用高性能纳米复合涂层。
[0008]实例I
首先启动钢铁冶炼炉，设置温度为1000°c，预热20min，预热完成后，取5kg不锈钢放入冶炼炉中进行煅烧，边煅烧边进行反复锻打，待不锈钢颜色煅烧成火红色时，停止煅烧，立即取出放入质量分数为38%的盐酸溶液中，浸泡1min;然后待上述浸泡完成后，放入冶炼炉中继续煅烧，边煅烧边进行反复锻打，待不锈钢颜色煅烧成火红色时，停止煅烧，立即取出放入浓度为2.3mol/L的氢氧化钠溶液中，浸泡1min;再待浸泡1min后，取出再放入冶炼炉中继续煅烧，边煅烧边进行反复锻打，待不锈钢颜色煅烧成火红色时，停止煅烧，立即取出放入密闭炉中，同时向密闭炉中通入氧气，控制氧气通入速率为25mL/s，待密闭炉中含氧量为80%时，停止通入，密封反应2h;反应完毕后，按不锈钢与铝粉质量比8:1，将铝