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专利号: 2018111194583
申请人: 湖南工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-10-14
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种不锈钢基耐蚀耐磨涂层结构,其特征在于,包括依次设置的不锈钢基底和耐蚀耐磨涂层,所述耐蚀耐磨涂层包括通过电沉积结合Ni-Cu/MC或Ni-Cu/NS2涂层,和热处理结合的PTFE/MC或PTFE/NS2涂层;其中MC为耐磨的碳化物,NS2为耐磨硫化物;所述不锈钢基底的表面制备有孔径为50~80nm的纳米孔。

2.根据权利要求1所述不锈钢基耐蚀耐磨涂层结构,其特征在于,所述MC为SiC或WC的一种,所述NS2为MoS2。

3.根据权利要求1所述不锈钢基耐蚀耐磨涂层结构,其特征在于,所述纳米孔的制备方法为:S1.将待处理的不锈钢进行表面预处理;所述表面预处理包括酸洗除油和打磨;

S2.电解抛光:在室温条件下,将表面清理后的不锈钢作为阳极,石墨电极作为阴极,以

30wt.%~50wt.%的H2SO4和50wt.%~70wt.%的H3PO4的混合溶液为电解抛光液,在电压为10~40V,抛光时间为2~5min;

S3.电化学扩孔:将步骤S2的电解抛光后的不锈钢作为阳极,石墨电极作为阴极,放置在体积分数为5%~10%的HClO4和90%~95%的(CH2OH)2的混合液中,工作电压为10~

40V,温度为-10~0℃,反应8~15min;得到表面具有纳米孔的不锈钢。

4.根据权利要求3所述不锈钢基耐蚀耐磨涂层结构,其特征在于,步骤S2和步骤S3中,所述不锈钢与石墨的间距为250mm~1000mm。

5.根据权利要求3所述不锈钢基耐蚀耐磨涂层结构,其特征在于,步骤S2和步骤S3中,所述不锈钢(阳极)与石墨电极(阴极)的浸入液体中工作面积之比为1:1~2.5。

6.一种根据权利1~5任意一项所述不锈钢基耐蚀耐磨涂层结构的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:Y1.制备Ni-Cu/MC或Ni-Cu/NS2涂层

Y11.将表面具有纳米孔的不锈钢放置在Ni-Cu电镀液中进行电镀,所述电镀液由80~

120g/L硫酸镍、15~30g/L硫酸铜、80~100g/L柠檬酸钠、15~30g/L氯化钠,20~40g/L硼酸配置而成,所述电镀液的pH为4.0~6.0;将电镀液添加0.1~10g/L的MC或NS2耐磨粒子,耐磨粒子均匀分散在电镀液中;使不锈钢表面得到含量30wt.%铜的Ni-Cu/MC或Ni-Cu/NS2层;

Y12.将获得的Ni-Cu/MC或Ni-Cu/NS2层进行热处理,所述热处理温度为300~400℃,保温2~4h;得到带有Ni-Cu/MC或Ni-Cu/NS2涂层的不锈钢;

Y2.制备纳米(Ni-Cu/MC或Ni-Cu/NS2)+(PTFE/MC或PTFE/NS2)涂层Y21.配置10wt.%~30wt.%的PTFE悬浊液,添加2~8g/L的MC或者10~15g/L的NS2粘接剂,得到复合悬浊液;

Y22.将配置好的复合悬浊液超声波分散2~4h,超声波功率采用25~40KHz;

Y23.将带有Ni-Cu/MC或Ni-Cu/NS2涂层的不锈钢浸入悬浊液中,浸没10~30min;干燥10~30min后,继续浸入,反复多次;得到具有纳米(Ni-Cu/MC或Ni-Cu/NS2)+(PTFE/MC或PTFE/NS2)涂层的不锈钢;

Y33.将获得的具有纳米(Ni-Cu/MC或Ni-Cu/NS2)+(PTFE/MC或PTFE/NS2)涂层的不锈钢置于热处理炉中,300℃~350℃加热流平固化处理,获得不锈钢基耐蚀耐磨涂层。

7.根据权利6所述不锈钢基耐蚀耐磨涂层结构的制备方法,其特征在于,步骤Y11中,所述电镀的电流密度为3~8A/dm2,温度为40℃~60℃。

8.根据权利6所述不锈钢基耐蚀耐磨涂层结构的制备方法,其特征在于,步骤Y23中所得的浸入次数为3~6次。

9.根据权利6所述不锈钢基耐蚀耐磨涂层结构的制备方法,其特征在于,步骤Y12中热处理在氩气或氮气的保护气氛中进行。

10.一种根据权利1~5任意一项所述不锈钢基耐蚀耐磨涂层结构应用于酸碱性环境,海水环境腐蚀强烈的工作环境。