專利名稱：馬氏體不銹鋼耐蝕方法
技術領域：
本發明涉及不銹鋼表面耐蝕的控制技術，具體是一種化學鈍化和憎水處理工藝聯用的方法來提高馬氏體不銹鋼耐蝕性。
背景技術：
馬氏體不銹鋼是一類可以通過熱處理(淬火、回火)對其性能進行調整的不銹鋼。具有優越的耐蝕性、耐磨性和強韌性，良好的可加工性，外觀精美性及無毒無害性，廣泛應用于航空、航天、軍工、化工工業，在航空發動機上馬氏體不銹鋼材料常用于管接頭、螺栓、銷軸類零件的制造，亦可應用于日用家具、交通車輛、建筑裝潢等裝飾上。
在一般的大氣介質中，對于馬氏體不銹鋼制品，通常采用化學鈍化法，即在鈍化槽液中進行化學反應，在金屬表面生成一層氧化物，把金屬與腐蝕介質隔開，防止金屬與腐蝕介質直接接觸，從而使金屬基體停止溶解形成鈍態，達到防腐防銹的目的。但這種方法僅適用于在大氣環境工作下的零件。其耐蝕性檢查通常在室溫下進行，即在3%氯化鈉溶液中保持24h不出現腐蝕即為合格。然而，航空發動機的工作環境不僅僅是在一般的大氣環境中，還包括沿海性、海洋性等惡劣環境。對于海洋性環境，大多數金屬受海水或海洋大氣的腐蝕非常嚴重，化學鈍化膜遠遠滿足不了馬氏體不銹鋼材料在高濕熱、高鹽霧及高霉菌的海洋環境下的防護要求。因此，為了滿足零件在各種環境下的工作要求，研究出了一種馬氏體不銹鋼耐蝕工藝，提高馬氏體不銹鋼的耐蝕性，滿足零件在海洋環境下的使用要求。
發明內容
本發明目的是提供一種馬氏體不銹鋼耐蝕方法，具體是一種化學鈍化和憎水處理工藝聯用的方法來提高馬氏體不銹鋼耐蝕性的工藝。本發明提供一種馬氏體不銹鋼耐蝕方法，是一種化學鈍化和憎水處理工藝聯用的方法來提高馬氏體不銹鋼耐蝕技術。常規的馬氏體不銹鋼耐蝕工藝通常只采用化學鈍化法，即不銹鋼經電化學除油后，用200g/L的HCl弱腐蝕lmin，經鈍化液反應后在不銹鋼表面形成一層薄的鈍化膜，把金屬與腐蝕介質隔開，防止金屬與腐蝕介質直接接觸，從而達到防腐防銹的目的。本發明所提供的一種馬氏體不銹鋼耐蝕方法，其特征在于在化學鈍化膜形成后，采用憎水處理法對不銹鋼表面再形成一層薄的、透明的、具有良好憎水效果的致密膜層，從而提高了馬氏體不銹鋼在海洋環境下的耐蝕性。本發明提供的馬氏體不銹鋼耐蝕方法，其化學鈍化法工藝配方為20(T300g/LHN03、15 30g/L Na2Cr2O7 · 2H20，40 50°C 下保持 15 30min。本發明提供的馬氏體不銹鋼耐蝕方法，其憎水處理法工藝配方為(按體積百分比)2 10% BH-102憎水劑、I 2% BH固化劑、88 97% 180#汽油，浸泡5min，15 30°C下晾干40 60mino本發明提供的馬氏體不銹鋼耐蝕方法，其不銹鋼是指一系列的馬氏體不銹鋼，尤以ICrllNi2W2MoV、ICr 17Ni2和lCrl7Ni3馬氏體不銹鋼耐蝕效果最顯著。本發明提供的馬氏體不銹鋼耐蝕方法，其馬氏體不銹鋼耐蝕性能的提高是通過濕熱循環、霉菌試驗及中性鹽霧試驗來驗證的。其中，濕熱循環IOOSh未出現腐蝕現象；霉菌試驗28天可達O級；中性鹽霧試驗800h未出現腐蝕現象。本發明提供的馬氏體不銹鋼耐蝕方法，其優點為
(I)本發明首次將化學鈍化法與憎水工藝相結合，提高了馬氏體不銹鋼的耐蝕性能，拓展了馬氏體不銹鋼零件的適用范圍。(2)本發明所提供的馬氏體不銹鋼耐蝕方法，是國內航空領域技術應用的先例。(3)本發明所提供的馬氏體不銹鋼耐蝕方法，質量優、效果好、工藝簡單、操作方便、性能穩定、節約生產成本，可以應用于實際生產實踐中。(4)本發明所提供的濕熱循環、霉菌試驗及中性鹽霧試驗，均達到相關技術文件的要求。
具體實施例方式下面通過實施例對本發明給予進一步的說明，當然，本發明不僅限于下述的實施例。實施例I
I Cr 11N i 2 W2MO V馬氏體不銹鋼經電化學除油法除油后，浸泡在冷熱自來水中清洗lmin,然后將馬氏體不銹鋼放入200g/L的HCl中進行弱腐蝕,浸泡Imin后,將馬氏體不銹鋼放入200g/L HN03、15g/L Na2Cr2O7 ·2Η20化學鈍化液中，4(T50°C下保持15 30min，然后將馬氏體不銹鋼放入冷熱自來水中沖洗lmin，用潔凈的壓縮空氣對馬氏體不銹鋼吹干，將干燥后的馬氏體不銹鋼放入2% BH-102憎水劑(體積百分比)、1% BH固化劑(體積百分比)和余量的180#汽油混合的憎水劑中，浸潰5min后，在15 30°C下晾干40min，然后在12(Tl30°C下進行聚合固化9(Tl20min后,室溫冷卻。將處理好的lCrllNi2W2MoV馬氏體不銹鋼進行濕熱循環試驗、霉菌試驗及中性鹽
霧試驗
按上述化學鈍化法配方在lCrllNi2W2MoV馬氏體不銹鋼上形成了一層質量好、外觀滿足HB5292要求的鈍化膜層，將該馬氏體不銹鋼放入3%氯化鈉溶液中，保持24h未出現腐蝕現象。按上述憎水處理法配方在已有鈍化膜的基礎上，又形成了一層表面平滑、均勻的憎水膜層，但約30%表面被水潤濕。對表面附有化學鈍化膜和憎水膜層的lCrllNi2W2MoV馬氏體不銹鋼進行中性鹽霧試驗800h未出現腐蝕、濕熱循環試驗IOOSh未出現腐蝕、霉菌試驗28天可達O級。實施例2
lCrl7Ni2馬氏體不銹鋼經電化學除油法除油后，浸泡在冷熱自來水中清洗lmin，然后將馬氏體不銹鋼放入200g/L的HCl中進行弱腐蝕，浸泡Imin后，將馬氏體不銹鋼放入250g/L HN03、20g/L Na2Cr2O7 · 2H20化學鈍化液中，4(T50°C下保持15 30min，然后將馬氏體不銹鋼放入冷熱自來水中沖洗lmin，用潔凈的壓縮空氣對馬氏體不銹鋼吹干，將干燥后的馬氏體不銹鋼放入6% BH-102憎水劑(體積百分比)、I. 5% BH固化劑(體積百分比)和余量的180#汽油混合的憎水劑中，浸潰5min后，在15 30°C下晾干50min，然后在12(Tl30°C下進行聚合固化9(Tl20min后,室溫冷卻。將處理好的lCrl7Ni2馬氏體不銹鋼進行濕熱循環試驗、霉菌試驗及中性鹽霧試驗
按上述化學鈍化法配方在lCrl7Ni2馬氏體不銹鋼上形成了一層質量好、外觀滿足HB5292要求的鈍化膜層，將該馬氏體不銹鋼放入3%氯化鈉溶液中，保持24h未出現腐蝕現象。按上述憎水法配方在已有鈍化膜的基礎上，又形 成了一層表面平滑、均勻、防水且沒有憎水劑流痕的憎水膜層。對表面附有化學鈍化膜和憎水膜層的lCrl7Ni2馬氏體不銹鋼進行中性鹽霧試驗850h未出現腐蝕，濕熱循環試驗IOOSh未出現腐蝕，霉菌試驗28天可達O級。實施例3
lCrl7Ni3馬氏體不銹鋼經電化學除油法除油后，浸泡在冷熱自來水中清洗lmin，然后將馬氏體不銹鋼放入200g/L的HCl中進行弱腐蝕，浸泡Imin后，將馬氏體不銹鋼放入300g/L HN03、30g/L Na2Cr2O7 · 2H20化學鈍化液中，4(T50°C下保持15 30min，然后將馬氏體不銹鋼放入冷熱自來水中沖洗lmin，用潔凈的壓縮空氣對馬氏體不銹鋼吹干，將干燥后的馬氏體不銹鋼放入10% BH-102憎水劑(體積百分比)、2% BH固化劑(體積百分比)和余量的180#汽油混合的憎水劑中，浸潰5min后，在15 30°C下晾干60min，然后在12(Tl30°C下進行聚合固化9(Tl20min后，室溫冷卻。將處理好的lCrl7Ni3馬氏體不銹鋼進行濕熱循環試驗、霉菌試驗及中性鹽霧試驗
按上述化學鈍化法配方在lCrl7Ni3馬氏體不銹鋼上形成了一層質量好、外觀滿足HB5292要求的鈍化膜層，將該馬氏體不銹鋼放入3%氯化鈉溶液中，保持24h未出現腐蝕現象。按上述憎水法配方在已有鈍化膜的基礎上，又形成了一層表面平滑、均勻、防水、有少量憎水劑流痕的憎水膜層。對表面附有化學鈍化膜和憎水膜層的lCrl7Ni3馬氏體不銹鋼進行中性鹽霧試驗880h未出現腐蝕，濕熱循環試驗IOOSh未出現腐蝕，霉菌試驗28天可達O級。對比例I
I Cr 11N i 2 W2Mo V馬氏體不銹鋼經電化學除油法除油后，浸泡在冷熱自來水中清洗lmin,然后將馬氏體不銹鋼放入200g/L的HCl中進行弱腐蝕,浸泡Imin后,將馬氏體不銹鋼放入180g/L HN03、10g/L Na2Cr2O7 · 2H20化學鈍化液中，40 5(TC下保持15 30min，然后將馬氏體不銹鋼放入冷熱自來水中沖洗lmin，用潔凈的壓縮空氣對馬氏體不銹鋼吹干，將干燥后的馬氏體不銹鋼放入1% BH-102憎水劑(體積百分比)、0. 5% BH固化劑(體積百分t匕)和余量的180#汽油混合的憎水劑中，浸潰5min后,在15 30°C下晾干30min,然后在12(Tl30°C下進行聚合固化9(Tl20min后，室溫冷卻。將處理好的lCrllNi2W2MoV馬氏體不銹鋼進行濕熱循環試驗、霉菌試驗及中性鹽
霧試驗
按上述化學鈍化法配方在lCrllNi2W2MoV馬氏體不銹鋼上形成了一層化學鈍化膜，該膜層在3%氯化鈉溶液中浸泡8h就產生腐蝕，耐蝕性較差，不銹鋼零件也極易腐蝕受損。按上述憎水法配方在已有鈍化膜的基礎上，該膜層約30%表面潤濕。對表面附有化學鈍化膜和憎水膜層的lCrllNi2W2MoV馬氏體不銹鋼進行中性鹽霧試驗200h出現腐蝕，濕熱循環試驗300h出現腐蝕,霉菌試驗28天可達O級。對比例2
lCrl7Ni2馬氏體不銹鋼經電化學除油法除油后，浸泡在冷熱自來水中清洗lmin，然后將馬氏體不銹鋼放入200g/L的HCl中進行弱腐蝕，浸泡Imin后，將馬氏體不銹鋼放入350g/L HN03、32g/L Na2Cr2O7 · 2H20化學鈍化液中，4(T50°C下保持15 30min，然后將馬氏體不銹鋼放入冷熱自來水中沖洗lmin，用潔凈的壓縮空氣對馬氏體不銹鋼吹干，將干燥后的馬氏體不銹鋼放入12% BH-102憎水劑(體積百分比)、5% BH固化劑(體積百分比)和余量的180#汽油混合的憎水劑中，浸潰5min后，在15 30°C下晾干65min，然后在12(Tl30°C下進行聚合固化9(Tl20min后，室溫冷卻。將處理好的lCrl7Ni2馬氏體不銹鋼進行濕熱循環試驗、霉菌試驗及中性鹽霧試驗 按上述化學鈍化法配方在lCrl7Ni2馬氏體不銹鋼上形成了一層化學鈍化膜，該鈍化膜不完整、按HB5292檢查，膜層上有沉寂銅，在3%氯化鈉溶液中保持24h，腐蝕嚴重，馬氏體不銹鋼零件受腐蝕。按上述憎水法配方，由于溶液粘稠，因此無法成膜。
權利要求
1.一種馬氏體不銹鋼耐蝕方法，不銹鋼經除油、弱腐蝕后，用化學鈍化法在不銹鋼表面形成一層鈍化膜，沖洗、干燥后固化，其特征在于在化學鈍化膜形成后，采用憎水處理法對不銹鋼表面再形成一層保護膜。
2.按照權利要求I所述的馬氏體不銹鋼耐蝕方法，其特征在于所述化學鈍化法工藝配方為 200 300g/L HN03、15 30g/L Na2Cr2O7 · 2H20，40 50°C下保持 15 30min。
3.按照權利要求I所述的馬氏體不銹鋼耐蝕方法，其特征在于所述憎水處理法工藝配方為2 10% BH-102憎水劑、I 2% BH固化劑、88 97% 180#汽油，浸泡5min，15 30°C下晾干 40 60min。
4.按照權利要求I所述的馬氏體不銹鋼耐蝕方法，其特征在于所述馬氏體不銹鋼為lCrllNi2W2MoVUCrl7Ni2 和 lCrl7Ni3。
全文摘要
本發明提供一種馬氏體不銹鋼耐蝕方法，不銹鋼經除油、弱腐蝕后，用化學鈍化法在不銹鋼表面形成一層鈍化膜，沖洗、干燥后固化，其特征在于在化學鈍化膜形成后，采用憎水處理法對不銹鋼表面再形成一層保護膜，從而提高馬氏體不銹鋼在海洋環境下的耐蝕性。本發明通過濕熱循環、霉菌試驗及中性鹽霧試驗來驗證馬氏體不銹鋼耐蝕性能的提高。本發明具有如下優點首次將化學鈍化法與憎水工藝相結合，提高了馬氏體不銹鋼的耐蝕性，拓展了馬氏體不銹鋼零件的適用范圍；本發明具有質量優、效果好、工藝簡單、操作方便、性能穩定、節約生產成本等優點，可以應用于實際生產實踐中，是國內航空領域技術應用的先例；本發明所提供的濕熱循環、霉菌試驗及中性鹽霧試驗，均達到相關技術文件的要求。因此，化學鈍化和憎水處理聯用的方法是最有效的提高馬氏體不銹鋼耐蝕性的方法。
文檔編號C23C22/82GK102978602SQ20111025934
公開日2013年3月20日 申請日期2011年9月5日 優先權日2011年9月5日
發明者李婷, 張春剛, 程世遠, 李慶春, 孫慧艷 申請人:沈陽黎明航空發動機(集團)有限責任公司