专利名称：马氏体不锈钢耐蚀方法
技术领域：
本发明涉及不锈钢表面耐蚀的控制技术，具体是一种化学钝化和憎水处理工艺联用的方法来提高马氏体不锈钢耐蚀性。
背景技术：
马氏体不锈钢是一类可以通过热处理(淬火、回火)对其性能进行调整的不锈钢。具有优越的耐蚀性、耐磨性和强韧性，良好的可加工性，外观精美性及无毒无害性，广泛应用于航空、航天、军工、化工工业，在航空发动机上马氏体不锈钢材料常用于管接头、螺栓、销轴类零件的制造，亦可应用于日用家具、交通车辆、建筑装潢等装饰上。
在一般的大气介质中，对于马氏体不锈钢制品，通常采用化学钝化法，即在钝化槽液中进行化学反应，在金属表面生成一层氧化物，把金属与腐蚀介质隔开，防止金属与腐蚀介质直接接触，从而使金属基体停止溶解形成钝态，达到防腐防锈的目的。但这种方法仅适用于在大气环境工作下的零件。其耐蚀性检查通常在室温下进行，即在3%氯化钠溶液中保持24h不出现腐蚀即为合格。然而，航空发动机的工作环境不仅仅是在一般的大气环境中，还包括沿海性、海洋性等恶劣环境。对于海洋性环境，大多数金属受海水或海洋大气的腐蚀非常严重，化学钝化膜远远满足不了马氏体不锈钢材料在高湿热、高盐雾及高霉菌的海洋环境下的防护要求。因此，为了满足零件在各种环境下的工作要求，研究出了一种马氏体不锈钢耐蚀工艺，提高马氏体不锈钢的耐蚀性，满足零件在海洋环境下的使用要求。
发明内容
本发明目的是提供一种马氏体不锈钢耐蚀方法，具体是一种化学钝化和憎水处理工艺联用的方法来提高马氏体不锈钢耐蚀性的工艺。本发明提供一种马氏体不锈钢耐蚀方法，是一种化学钝化和憎水处理工艺联用的方法来提高马氏体不锈钢耐蚀技术。常规的马氏体不锈钢耐蚀工艺通常只采用化学钝化法，即不锈钢经电化学除油后，用200g/L的HCl弱腐蚀lmin，经钝化液反应后在不锈钢表面形成一层薄的钝化膜，把金属与腐蚀介质隔开，防止金属与腐蚀介质直接接触，从而达到防腐防锈的目的。本发明所提供的一种马氏体不锈钢耐蚀方法，其特征在于在化学钝化膜形成后，采用憎水处理法对不锈钢表面再形成一层薄的、透明的、具有良好憎水效果的致密膜层，从而提高了马氏体不锈钢在海洋环境下的耐蚀性。本发明提供的马氏体不锈钢耐蚀方法，其化学钝化法工艺配方为20(T300g/LHN03、15 30g/L Na2Cr2O7 · 2H20，40 50°C 下保持 15 30min。本发明提供的马氏体不锈钢耐蚀方法，其憎水处理法工艺配方为(按体积百分比)2 10% BH-102憎水剂、I 2% BH固化剂、88 97% 180#汽油，浸泡5min，15 30°C下晾干40 60mino本发明提供的马氏体不锈钢耐蚀方法，其不锈钢是指一系列的马氏体不锈钢，尤以ICrllNi2W2MoV、ICr 17Ni2和lCrl7Ni3马氏体不锈钢耐蚀效果最显著。本发明提供的马氏体不锈钢耐蚀方法，其马氏体不锈钢耐蚀性能的提高是通过湿热循环、霉菌试验及中性盐雾试验来验证的。其中，湿热循环IOOSh未出现腐蚀现象；霉菌试验28天可达O级；中性盐雾试验800h未出现腐蚀现象。本发明提供的马氏体不锈钢耐蚀方法，其优点为
(I)本发明首次将化学钝化法与憎水工艺相结合，提高了马氏体不锈钢的耐蚀性能，拓展了马氏体不锈钢零件的适用范围。(2)本发明所提供的马氏体不锈钢耐蚀方法，是国内航空领域技术应用的先例。(3)本发明所提供的马氏体不锈钢耐蚀方法，质量优、效果好、工艺简单、操作方便、性能稳定、节约生产成本，可以应用于实际生产实践中。(4)本发明所提供的湿热循环、霉菌试验及中性盐雾试验，均达到相关技术文件的要求。
具体实施例方式下面通过实施例对本发明给予进一步的说明，当然，本发明不仅限于下述的实施例。实施例I
I Cr 11N i 2 W2MO V马氏体不锈钢经电化学除油法除油后，浸泡在冷热自来水中清洗lmin,然后将马氏体不锈钢放入200g/L的HCl中进行弱腐蚀,浸泡Imin后,将马氏体不锈钢放入200g/L HN03、15g/L Na2Cr2O7 ·2Η20化学钝化液中，4(T50°C下保持15 30min，然后将马氏体不锈钢放入冷热自来水中冲洗lmin，用洁净的压缩空气对马氏体不锈钢吹干，将干燥后的马氏体不锈钢放入2% BH-102憎水剂(体积百分比)、1% BH固化剂(体积百分比)和余量的180#汽油混合的憎水剂中，浸溃5min后，在15 30°C下晾干40min，然后在12(Tl30°C下进行聚合固化9(Tl20min后,室温冷却。将处理好的lCrllNi2W2MoV马氏体不锈钢进行湿热循环试验、霉菌试验及中性盐
雾试验
按上述化学钝化法配方在lCrllNi2W2MoV马氏体不锈钢上形成了一层质量好、外观满足HB5292要求的钝化膜层，将该马氏体不锈钢放入3%氯化钠溶液中，保持24h未出现腐蚀现象。按上述憎水处理法配方在已有钝化膜的基础上，又形成了一层表面平滑、均匀的憎水膜层，但约30%表面被水润湿。对表面附有化学钝化膜和憎水膜层的lCrllNi2W2MoV马氏体不锈钢进行中性盐雾试验800h未出现腐蚀、湿热循环试验IOOSh未出现腐蚀、霉菌试验28天可达O级。实施例2
lCrl7Ni2马氏体不锈钢经电化学除油法除油后，浸泡在冷热自来水中清洗lmin，然后将马氏体不锈钢放入200g/L的HCl中进行弱腐蚀，浸泡Imin后，将马氏体不锈钢放入250g/L HN03、20g/L Na2Cr2O7 · 2H20化学钝化液中，4(T50°C下保持15 30min，然后将马氏体不锈钢放入冷热自来水中冲洗lmin，用洁净的压缩空气对马氏体不锈钢吹干，将干燥后的马氏体不锈钢放入6% BH-102憎水剂(体积百分比)、I. 5% BH固化剂(体积百分比)和余量的180#汽油混合的憎水剂中，浸溃5min后，在15 30°C下晾干50min，然后在12(Tl30°C下进行聚合固化9(Tl20min后,室温冷却。将处理好的lCrl7Ni2马氏体不锈钢进行湿热循环试验、霉菌试验及中性盐雾试验
按上述化学钝化法配方在lCrl7Ni2马氏体不锈钢上形成了一层质量好、外观满足HB5292要求的钝化膜层，将该马氏体不锈钢放入3%氯化钠溶液中，保持24h未出现腐蚀现象。按上述憎水法配方在已有钝化膜的基础上，又形 成了一层表面平滑、均匀、防水且没有憎水剂流痕的憎水膜层。对表面附有化学钝化膜和憎水膜层的lCrl7Ni2马氏体不锈钢进行中性盐雾试验850h未出现腐蚀，湿热循环试验IOOSh未出现腐蚀，霉菌试验28天可达O级。实施例3
lCrl7Ni3马氏体不锈钢经电化学除油法除油后，浸泡在冷热自来水中清洗lmin，然后将马氏体不锈钢放入200g/L的HCl中进行弱腐蚀，浸泡Imin后，将马氏体不锈钢放入300g/L HN03、30g/L Na2Cr2O7 · 2H20化学钝化液中，4(T50°C下保持15 30min，然后将马氏体不锈钢放入冷热自来水中冲洗lmin，用洁净的压缩空气对马氏体不锈钢吹干，将干燥后的马氏体不锈钢放入10% BH-102憎水剂(体积百分比)、2% BH固化剂(体积百分比)和余量的180#汽油混合的憎水剂中，浸溃5min后，在15 30°C下晾干60min，然后在12(Tl30°C下进行聚合固化9(Tl20min后，室温冷却。将处理好的lCrl7Ni3马氏体不锈钢进行湿热循环试验、霉菌试验及中性盐雾试验
按上述化学钝化法配方在lCrl7Ni3马氏体不锈钢上形成了一层质量好、外观满足HB5292要求的钝化膜层，将该马氏体不锈钢放入3%氯化钠溶液中，保持24h未出现腐蚀现象。按上述憎水法配方在已有钝化膜的基础上，又形成了一层表面平滑、均匀、防水、有少量憎水剂流痕的憎水膜层。对表面附有化学钝化膜和憎水膜层的lCrl7Ni3马氏体不锈钢进行中性盐雾试验880h未出现腐蚀，湿热循环试验IOOSh未出现腐蚀，霉菌试验28天可达O级。对比例I
I Cr 11N i 2 W2Mo V马氏体不锈钢经电化学除油法除油后，浸泡在冷热自来水中清洗lmin,然后将马氏体不锈钢放入200g/L的HCl中进行弱腐蚀,浸泡Imin后,将马氏体不锈钢放入180g/L HN03、10g/L Na2Cr2O7 · 2H20化学钝化液中，40 5(TC下保持15 30min，然后将马氏体不锈钢放入冷热自来水中冲洗lmin，用洁净的压缩空气对马氏体不锈钢吹干，将干燥后的马氏体不锈钢放入1% BH-102憎水剂(体积百分比)、0. 5% BH固化剂(体积百分t匕)和余量的180#汽油混合的憎水剂中，浸溃5min后,在15 30°C下晾干30min,然后在12(Tl30°C下进行聚合固化9(Tl20min后，室温冷却。将处理好的lCrllNi2W2MoV马氏体不锈钢进行湿热循环试验、霉菌试验及中性盐
雾试验
按上述化学钝化法配方在lCrllNi2W2MoV马氏体不锈钢上形成了一层化学钝化膜，该膜层在3%氯化钠溶液中浸泡8h就产生腐蚀，耐蚀性较差，不锈钢零件也极易腐蚀受损。按上述憎水法配方在已有钝化膜的基础上，该膜层约30%表面润湿。对表面附有化学钝化膜和憎水膜层的lCrllNi2W2MoV马氏体不锈钢进行中性盐雾试验200h出现腐蚀，湿热循环试验300h出现腐蚀,霉菌试验28天可达O级。对比例2
lCrl7Ni2马氏体不锈钢经电化学除油法除油后，浸泡在冷热自来水中清洗lmin，然后将马氏体不锈钢放入200g/L的HCl中进行弱腐蚀，浸泡Imin后，将马氏体不锈钢放入350g/L HN03、32g/L Na2Cr2O7 · 2H20化学钝化液中，4(T50°C下保持15 30min，然后将马氏体不锈钢放入冷热自来水中冲洗lmin，用洁净的压缩空气对马氏体不锈钢吹干，将干燥后的马氏体不锈钢放入12% BH-102憎水剂(体积百分比)、5% BH固化剂(体积百分比)和余量的180#汽油混合的憎水剂中，浸溃5min后，在15 30°C下晾干65min，然后在12(Tl30°C下进行聚合固化9(Tl20min后，室温冷却。将处理好的lCrl7Ni2马氏体不锈钢进行湿热循环试验、霉菌试验及中性盐雾试验 按上述化学钝化法配方在lCrl7Ni2马氏体不锈钢上形成了一层化学钝化膜，该钝化膜不完整、按HB5292检查，膜层上有沉寂铜，在3%氯化钠溶液中保持24h，腐蚀严重，马氏体不锈钢零件受腐蚀。按上述憎水法配方，由于溶液粘稠，因此无法成膜。
权利要求
1.一种马氏体不锈钢耐蚀方法，不锈钢经除油、弱腐蚀后，用化学钝化法在不锈钢表面形成一层钝化膜，冲洗、干燥后固化，其特征在于在化学钝化膜形成后，采用憎水处理法对不锈钢表面再形成一层保护膜。
2.按照权利要求I所述的马氏体不锈钢耐蚀方法，其特征在于所述化学钝化法工艺配方为 200 300g/L HN03、15 30g/L Na2Cr2O7 · 2H20，40 50°C下保持 15 30min。
3.按照权利要求I所述的马氏体不锈钢耐蚀方法，其特征在于所述憎水处理法工艺配方为2 10% BH-102憎水剂、I 2% BH固化剂、88 97% 180#汽油，浸泡5min，15 30°C下晾干 40 60min。
4.按照权利要求I所述的马氏体不锈钢耐蚀方法，其特征在于所述马氏体不锈钢为lCrllNi2W2MoVUCrl7Ni2 和 lCrl7Ni3。
全文摘要
本发明提供一种马氏体不锈钢耐蚀方法，不锈钢经除油、弱腐蚀后，用化学钝化法在不锈钢表面形成一层钝化膜，冲洗、干燥后固化，其特征在于在化学钝化膜形成后，采用憎水处理法对不锈钢表面再形成一层保护膜，从而提高马氏体不锈钢在海洋环境下的耐蚀性。本发明通过湿热循环、霉菌试验及中性盐雾试验来验证马氏体不锈钢耐蚀性能的提高。本发明具有如下优点首次将化学钝化法与憎水工艺相结合，提高了马氏体不锈钢的耐蚀性，拓展了马氏体不锈钢零件的适用范围；本发明具有质量优、效果好、工艺简单、操作方便、性能稳定、节约生产成本等优点，可以应用于实际生产实践中，是国内航空领域技术应用的先例；本发明所提供的湿热循环、霉菌试验及中性盐雾试验，均达到相关技术文件的要求。因此，化学钝化和憎水处理联用的方法是最有效的提高马氏体不锈钢耐蚀性的方法。
文档编号C23C22/82GK102978602SQ20111025934
公开日2013年3月20日 申请日期2011年9月5日 优先权日2011年9月5日
发明者李婷, 张春刚, 程世远, 李庆春, 孙慧艳 申请人:沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司