專利名稱：一種在鋼材表面涂覆耐腐蝕涂料的方法
技術領域：
本發明涉及一種在鋼材表面涂覆耐腐蝕涂料的方法，尤其是一種涂覆高溫抗氧化耐腐蝕涂層的方法，屬于冶金材料技術領域。
背景技術：
隨著鋼材的廣泛應用，鋼結構的防腐不斷引起重視，據發達國家的不完全統計，每年由于腐蝕造成的經濟損失約占國民經濟總產值的 4%，每年腐蝕的鋼材占我國生產總量的20%，有30%鋼材設備和工具因腐蝕而報廢。由于腐蝕造成的經濟損失每年高達 300億元以上，占國民生產總值的4%。尤其在高溫和強腐蝕工作環境中，鋼材的腐蝕情況更是嚴重。鋼材的腐蝕不僅造成經濟損失，也給結構的安全帶來安全隱患。

發明內容
為解決鋼材表面易被侵蝕、利用率低等問題，本發明提供一種在鋼材表面涂覆耐腐蝕涂料的方法，以解決不被高溫氧化消耗和腐蝕的問題。本發明通過下列技術方案完成一種在鋼材表面涂覆耐腐蝕涂料的方法，經過下列各步驟
(1)對鋼材表面進行處理；
(2)將SnCl4*5H20與水按質量比為10 15 2. 5 4進行混合，配成SnO2水溶液， 再在攪拌條件下，按SnCl4*5H20與濃氨水(質量濃度是25 28%)的質量比為10 15 2. 5 6滴加濃氨水，即得到深褐色的SnA溶膠；
(3)在步驟(1)處理后的鋼材表面涂覆粘度為10 20 · s的粘結劑，涂覆厚度為 0. 4 3mm ；
(4)再將步驟(3)涂覆后的鋼材在室溫下固化2 12小時；
(5)在步驟(4)固化后的鋼材表面上涂覆步驟(2)所得SnA溶膠，涂覆厚度為0.4
3mm ；
(6)將步驟(5)涂覆后的鋼材在70 90°C下干燥4 12小時，即完成對鋼材表面涂覆耐腐蝕涂料；
或者，將步驟(5)涂覆后的鋼材進行熱處理，其中，在300°C前，以升溫速率為5 8°C / min升溫至300°C，并保溫0. 5 2h ；然后以升溫速率為2 5°C /min升溫至800 1200°C， 并保溫0. 5 6h，最后隨爐冷卻至室溫，即完成對鋼材表面涂覆耐腐蝕涂料。所述步驟(1)的處理是去除鋼材表面的銹層、氧化層及其他污物，再依次用鹽酸、 無水乙醇以及水進行清洗，并在20 70°C下烘干。所述水為蒸餾水或去離子水。所述步驟(3)中的粘結劑為偏鋁酸鈉或磷酸鋁溶膠。
本方法在鋼材表面涂覆一層高溫抗氧化耐腐涂層，其中SnO2為一種惰性材料，具有良好的耐腐蝕性能，采用SnA作為涂層骨料，以偏鋁酸鈉或磷酸鋁溶膠作為粘結劑，便能有效防止鋼材的氧化和腐蝕。本發明具有下列優點和效果采用本發明提供的方法，即在鋼材表面涂覆高溫抗氧化耐腐蝕涂層后，能在鋼材表面形成能夠阻擋空氣和(X)2向鋼材內部擴散的涂層，在高溫時有效保護不被氧化，進而降低鋼材的消耗和生產成本。本發明所涂覆的高溫抗氧化耐腐蝕涂層不包含有機物，且在鋼材基體表面的無機涂層連續致密，化學穩定性好。本發明的方法工藝簡單，操作方便，節能，環保，設備要求低，方便快速，成本低廉。
具體實施例方式下面將結合實施例進一步闡明本發明的內容，但這些實例并不限制本發明的保護范圍。實施例1
(1)去除電解鋁預焙陽極鋼爪表面的銹層、氧化層及其他污物，再依次用鹽酸、無水乙醇以及去離子水進行清洗，并在50°c下烘干；
(2)將SnCl4AH2O與去離子水按質量比為10 2. 5進行混合，配成Sr^2水溶液，再在攪拌條件下，按SnCl4*5H20與濃氨水(質量濃度是25%)的質量比為10 2. 5滴加濃氨水， 即得到深褐色的SnA溶膠；
(3)在步驟(1)處理后的電解鋁預焙陽極鋼爪表面涂覆粘度為12 · s的偏鋁酸鈉溶膠，涂覆厚度為Imm;
(4)再將步驟(3)涂覆后的電解鋁預焙陽極鋼爪在室溫下固化4小時；
(5)在步驟(4)固化后的電解鋁預焙陽極鋼爪表面上涂覆步驟(2)所得SnO2溶膠，涂覆厚度為Imm ；
(6)將步驟(5)涂覆后的電解鋁預焙陽極鋼爪在70°C下干燥6小時，即完成對電解鋁預焙陽極鋼爪表面涂覆耐腐蝕涂料。效果在預焙鋁電解生產過程中，陽極鋼爪作為強電流的導體，同時要起到支撐和聯接鋁導桿的作用。陽極鋼爪不僅處在空氣與高濃度CO2氣氛中，還不斷受到強腐蝕電解質冰晶石的沖刷，因此，導致陽極鋼爪被空氣、CO2氧化和被冰晶石電解質侵蝕現象時有發生。 現有技術中陽極鋼爪的氧化消耗了大量鋼材，降低了鋼爪的橫截面積，增加了電阻率，使電解鋁能耗增加；被侵蝕的鋼爪、磷生鐵熔化到鋁液中，使鋁液品位下降，降低了陽極鋼爪的利用率，給生產造成不利影響。采用實施例1的方法，即在電解鋁預焙陽極鋼爪表面涂覆高溫抗氧化耐腐蝕涂層后，能在電解鋁預焙陽極鋼爪表面形成能夠阻擋空氣和(X)2向鋼材內部擴散的涂層，在高溫時有效保護不被氧化，進而降低鋼材的消耗和生產成本。實施例2
(1)去除45#鋼材表面的銹層、氧化層及其他污物，再依次用鹽酸、無水乙醇以及蒸餾水進行清洗，并在70°C下烘干；
(2)將SnCl4*5H20與蒸餾水按質量比為10 3. 2進行混合，配成SnA水溶液，再在攪拌條件下，按SnCl4*5H20與濃氨水(質量濃度是觀％)的質量比為10 4滴加濃氨水，即得到深褐色的SnA溶膠；
(3)在步驟(1)處理后的鋼材表面涂覆粘度為10 .s的磷酸鋁溶膠，涂覆厚度為2mm ；
(4)再將步驟(3)涂覆后的鋼材在室溫下固化6小時；
(5)在步驟(4)固化后的鋼材表面上涂覆步驟(2)所得SnA溶膠，涂覆厚度為2mm；
(6)將步驟(5)涂覆后的鋼材在90°C下干燥6小時，即完成對45#鋼材表面涂覆耐腐蝕涂料。實施例3
(1)去除電解鋁預焙陽極鋼爪表面的銹層、氧化層及其他污物，再依次用鹽酸、無水乙醇以及去離子水進行清洗，并在20°C下烘干；
(2)將SnCl4*5H20與蒸餾水按質量比為15 4進行混合，配成SnO2水溶液，再在攪拌條件下，按SnCl4*5H20與濃氨水(質量濃度是沈％)的質量比為15 6滴加濃氨水，即得到深褐色的SnO2溶膠；
(3)在步驟(1)處理后的鋼爪表面涂覆粘度為20 .s的偏鋁酸鈉，涂覆厚度為0. 4mm ；
(4)再將步驟(3)涂覆后的鋼爪在室溫下固化2小時；
(5)在步驟(4)固化后的鋼爪表面上涂覆步驟(2)所得SnA溶膠，涂覆厚度為3mm；
(6)將步驟(5)涂覆后的鋼爪進行熱處理，其中，在300°C前，以升溫速率為8°C/min升溫至300°C，并保溫Ih ；然后以升溫速率為5°C /min升溫至1100°C，并保溫汕，最后隨爐冷卻至室溫，即完成對鋼材表面涂覆耐腐蝕涂料。實施例4
(1)去除45#鋼材表面的銹層、氧化層及其他污物，再依次用鹽酸、無水乙醇以及蒸餾水進行清洗，并在20°C下烘干；
(2)將SnCl4*5H20與蒸餾水按質量比為12 3. 7進行混合，配成SnA水溶液，再在攪拌條件下，按SnCl4*5H20與濃氨水(質量濃度是28%)的質量比為14 3滴加濃氨水，即得到深褐色的SnO2溶膠；
(3)在步驟(1)處理后的鋼材表面涂覆粘度為18 .s的磷酸鋁溶膠，涂覆厚度為3mm ；
(4)再將步驟(3)涂覆后的鋼材在室溫下固化12小時；
(5)在步驟(4)固化后的鋼材表面上涂覆步驟(2)所得SnA溶膠，涂覆厚度為0.4mm ；
(6)將步驟(5)涂覆后的鋼材進行熱處理，其中，在300°C前，以升溫速率為5°C/min升溫至300°C，并保溫0. 5h ；然后以升溫速率為3°C /min升溫至800°C，并保溫0. 5h，最后隨爐冷卻至室溫，即完成對45#鋼材表面涂覆耐腐蝕涂料。實施例5
(1)去除電解鋁預焙陽極鋼爪表面的銹層、氧化層及其他污物，再依次用鹽酸、無水乙醇以及去離子水進行清洗，并在50°C下烘干；
(2)將SnCl4AH2O與去離子水按質量比為10 2. 5進行混合，配成Sr^2水溶液，再在攪拌條件下，按SnCl4*5H20與濃氨水(質量濃度是25%)的質量比為10 2. 5滴加濃氨水， 即得到深褐色的SnA溶膠；
(3)在步驟(1)處理后的電解鋁預焙陽極鋼爪表面涂覆粘度為12 · s的偏鋁酸鈉溶膠，涂覆厚度為Imm;
(4)再將步驟(3)涂覆后的電解鋁預焙陽極鋼爪在室溫下固化4小時；(5)在步驟(4)固化后的電解鋁預焙陽極鋼爪表面上涂覆步驟(2)所得SnA溶膠，涂覆厚度為Imm ；
(6)將步驟(5)涂覆后的電解鋁預焙陽極鋼爪在90°C下干燥4小時，即完成對電解鋁預焙陽極鋼爪表面涂覆耐腐蝕涂料。實施例6
(1)去除45#鋼材表面的銹層、氧化層及其他污物，再依次用鹽酸、無水乙醇以及蒸餾水進行清洗，并在70°C下烘干；
(2)將SnCl4*5H20與蒸餾水按質量比為10 3. 2進行混合，配成SnA水溶液，再在攪拌條件下，按SnCl4*5H20與濃氨水(質量濃度是28%)的質量比為10 4滴加濃氨水，即得到深褐色的SnO2溶膠；
(3)在步驟(1)處理后的鋼材表面涂覆粘度為10 .s的磷酸鋁溶膠，涂覆厚度為2mm ；
(4)再將步驟(3)涂覆后的鋼材在室溫下固化6小時；
(5)在步驟(4)固化后的鋼材表面上涂覆步驟(2)所得SnA溶膠，涂覆厚度為2mm；
(6 )將步驟(5 )涂覆后的鋼材在80 0C下干燥12小時，S卩完成對45#鋼材表面涂覆耐腐蝕涂料。實施例7
(1)去除電解鋁預焙陽極鋼爪表面的銹層、氧化層及其他污物，再依次用鹽酸、無水乙醇以及去離子水進行清洗，并在20°C下烘干；
(2)將SnCl4*5H20與蒸餾水按質量比為15 4進行混合，配成SnO2水溶液，再在攪拌條件下，按SnCl4*5H20與濃氨水(質量濃度是沈％)的質量比為15 6滴加濃氨水，即得到深褐色的SnO2溶膠；
(3)在步驟(1)處理后的鋼爪表面涂覆粘度為20 .s的偏鋁酸鈉，涂覆厚度為0. 4mm ；
(4)再將步驟(3)涂覆后的鋼爪在室溫下固化2小時；
(5)在步驟(4)固化后的鋼爪表面上涂覆步驟(2)所得SnA溶膠，涂覆厚度為3mm；
(6)將步驟(5)涂覆后的鋼爪進行熱處理，其中，在300°C前，以升溫速率為6°C/min升溫至300°C，并保溫濁；然后以升溫速率為2V /min升溫至1200°C，并保溫乩，最后隨爐冷卻至室溫，即完成對鋼材表面涂覆耐腐蝕涂料。
權利要求
1.一種在鋼材表面涂覆耐腐蝕涂料的方法，其特征在于經過下列各步驟(1)對鋼材表面進行處理；(2)將SnCl4*5H20與水按質量比為10 15 2. 5 4進行混合，配成Sr^2水溶液，再在攪拌條件下，按SnCl4*5H20與濃氨水的質量比為10 15 2. 5 6滴加濃氨水，即得到 SnO2溶膠；(3)在步驟(1)處理后的鋼材表面涂覆粘度為10 20 · s的粘結劑，涂覆厚度為 0. 4 3mm ；(4)再將步驟(3)涂覆后的鋼材在室溫下固化2 12小時；(5)在步驟(4)固化后的鋼材表面上涂覆步驟(2)所得SnA溶膠，涂覆厚度為0.4 3mm ；(6)將步驟(5)涂覆后的鋼材在70 90°C下干燥4 12小時，即完成對鋼材表面涂覆耐腐蝕涂料；或者，將步驟(5)涂覆后的鋼材進行熱處理，其中，在300°C前，以升溫速率為5 8V /min升溫至300°C，并保溫0. 5 2h ；然后以升溫速率為2 5°C /min升溫至 800 1200°C，并保溫0. 5 6h，最后隨爐冷卻至室溫，即完成對鋼材表面涂覆耐腐蝕涂料。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于所述步驟(1)中的處理是去除鋼材表面的銹層、氧化層及其他污物，再依次用鹽酸、無水乙醇以及水進行清洗，并在20 70°C下烘干。
3.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于所述水為蒸餾水或去離子水。
4.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于所述步驟(3)中的粘結劑為偏鋁酸鈉或磷酸鋁溶膠。
全文摘要
本發明提供一種在鋼材表面涂覆耐腐蝕涂料的方法，去除鋼材表面的銹層、氧化層及其他污物，再在鋼材表面涂覆粘結劑，經固化后涂覆SnO2溶膠，最后進行干燥或熱處理，即完成對鋼材表面涂覆耐腐蝕涂料。在鋼材表面涂覆高溫抗氧化耐腐蝕涂層后，能在鋼材表面形成能夠阻擋空氣和CO2向鋼材內部擴散的涂層，在高溫時有效保護不被氧化，進而降低鋼材的消耗和生產成本。本發明所涂覆的高溫抗氧化耐腐蝕涂層不包含有機物，且在鋼材基體表面的無機涂層連續致密，化學穩定性好。本發明的方法工藝簡單，操作方便，節能，環保，設備要求低，方便快速，成本低廉。
文檔編號B05D3/00GK102500533SQ201110343388
公開日2012年6月20日 申請日期2011年11月3日 優先權日2011年11月3日
發明者嚴繼康, 周永全, 張家敏, 易健宏, 杜景紅, 甘國友, 袁君, 賈瑞嬌, 邱哲生 申請人:昆明理工大學