一种铁基材料的表面耐腐蚀耐磨处理工艺

摘要

本发明涉及金属表面处理技术领域，具体为一种铁基材料的表面耐腐蚀耐磨处理工艺，包括以下工艺步骤：渗镀：将铁基材料与渗锌剂混合，进行转动渗锌，形成渗层；热处理：将上一步骤得到的铁基材料，在氮源、碳源和氧源环境中，进行热处理，形成硬化层；封闭：将上一步骤得到的铁基材料，置于封闭剂中，进行封闭处理，形成封闭层，得到表面耐腐蚀耐磨的铁基材料。本发明通过在渗镀工艺中加入氯化铈，促进了锌、铁原子的快速扩散；抑制了渗锌过程中晶粒的聚集，阻碍晶粒生长，促进渗锌层中晶粒的细化和均匀性，减少凹坑的产生，避免裂纹的产生与扩展，提高了渗层质量和力学性能，改善铁基材料的耐腐蚀性能和表面强度。

权利要求

1.一种铁基材料的表面耐腐蚀耐磨处理工艺，其特征在于：包括以下工艺步骤：步骤（1）渗镀：将铁基材料与渗锌剂混合，进行转动渗锌，形成渗层；

步骤（2）热处理：将上一步骤得到的铁基材料，在氮源、碳源和氧源环境中，进行热处理，形成硬化层；

步骤（3）封闭：将上一步骤得到的铁基材料，置于封闭剂中，进行封闭处理，形成封闭层，得到表面耐腐蚀耐磨的铁基材料；

所述封闭剂包括以下质量组分：7～12g/L氟硅酸盐、4～6g/L氟钛酸、2～5g/L苯胺化合物、0.35～0.7g/L  γ‑甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、0.8～1.6g/L 2‑(全氟己基)乙基甲基丙烯酸酯，封闭剂的pH为3～4；

所述苯胺化合物由以下工艺制得：

将2‑咪唑甲醛、二硫代乙酰胺，于N,N‑二甲基甲酰胺中混合，置于147～155℃温度下，搅拌回流反应230～270min，得到咪唑‑噻唑化合物；

将4‑溴甲基苯甲醛、2‑乙酰基吡啶，于无水乙醇中混合，调节体系温度至0～5℃，加入氢氧化钾、氨水混合；升温至147～155℃，反应24h，恢复室温反应50～70min，得到三联吡啶化合物；

将咪唑‑噻唑化合物、3‑（溴甲基）苯基氨基甲酸叔丁酯，于丁腈中混合，搅拌并加热至

35～45℃，反应30～36h；加入三联吡啶化合物，升温至55～65℃，继续反应36～40h，得到化合物A；将化合物A、三氟乙酸，于二氯甲烷中混合，反应8～10h，得到苯胺化合物；

所述步骤（3）包括以下工艺：

将上一步骤得到的铁基材料，置于27～32℃温度下的封闭剂中，处理5～10min；将体系温度降至0～5℃，加入过硫酸铵APS，处理30～60min；取出，洗涤，干燥，得到表面耐腐蚀耐磨的铁基材料。

2.根据权利要求1所述的一种铁基材料的表面耐腐蚀耐磨处理工艺，其特征在于：所述转动渗锌的工艺条件为：渗锌温度390～420℃，渗锌时间3～4h，转速15～45r/min；

渗锌剂的填充量为80%～90%。

3.根据权利要求1所述的一种铁基材料的表面耐腐蚀耐磨处理工艺，其特征在于：所述渗锌剂包括以下质量组分：100份金属锌、5～94份氧化铝、2.0～2.5份氯化铵、2～4份氯化铈。

4.根据权利要求1所述的一种铁基材料的表面耐腐蚀耐磨处理工艺，其特征在于：所述氮源、碳源、氧源的通入体积比为100:（1.0～1.5）:（50～60）。

5.根据权利要求1所述的一种铁基材料的表面耐腐蚀耐磨处理工艺，其特征在于：所述热处理的工艺条件为：热处理温度480～570℃，热处理时间4～7h，压力93～130kPa。

6.根据权利要求1所述的一种铁基材料的表面耐腐蚀耐磨处理工艺，其特征在于：所述

2‑咪唑甲醛、二硫代乙酰胺的摩尔比为（2.2～2.8）:1。

7.根据权利要求1所述的一种铁基材料的表面耐腐蚀耐磨处理工艺，其特征在于：所述咪唑‑噻唑化合物、3‑（溴甲基）苯基氨基甲酸叔丁酯、三联吡啶化合物的质量比为（9.7～

10.6）:10:（15.6～17.1）。

说明书

一种铁基材料的表面耐腐蚀耐磨处理工艺

技术领域

[0001] 本发明涉及金属表面处理技术领域，具体为一种铁基材料的表面耐腐蚀耐磨处理工艺。

背景技术

[0002] 铁基材料是以铁为主要成分的材料，具有优异的机械性能、化学稳定性，在诸多领域有着广泛的应用。并随着科学技术的进步，铁基材料的性能和应用不断地进行着扩展和创新。部分铁基材料，由于其长期处于空气暴露或溶液中，易与氧气、电解质溶液等发生相互作用而腐蚀，会严重影响铁基材料的正常使用。另外，铁基材料所制设备常受摩擦磨损而损坏、失效，需要对其进行表面处理。因此，我们提出一种铁基材料的表面耐腐蚀耐磨处理工艺。

发明内容

[0003] 本发明的目的在于提供一种铁基材料的表面耐腐蚀耐磨处理工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。

[0004] 为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种铁基材料的表面耐腐蚀耐磨处理工艺，包括以下工艺步骤：

[0005] 步骤（1）渗镀：将铁基材料与渗锌剂混合，进行转动渗锌，形成渗层；

[0006] 步骤（2）热处理：将上一步骤得到的铁基材料，在氮源、碳源和氧源环境中，进行热处理，形成硬化层；

[0007] 步骤（3）封闭：将上一步骤得到的铁基材料，置于封闭剂中，进行封闭处理，形成封闭层，得到表面耐腐蚀耐磨的铁基材料。

[0008] 进一步的，转动渗锌的工艺条件为：渗锌温度390～420℃，渗锌时间3～4h，转速15～45r/min；

[0009] 渗锌剂的填充量为80%～90%；

[0010] 渗锌剂为金属锌、氧化铝、氯化铵、氯化铈的混合物。

[0011] 进一步的，所述渗锌剂包括以下质量组分：100份金属锌、5～94份氧化铝、2.0～2.5份氯化铵、2～4份氯化铈；

[0012] 在上述技术方案中，将铁基材料与渗锌剂混合，进行转动渗锌。渗锌剂包括供锌剂金属锌、填充剂氧化铝、活化剂氯化铵、催渗剂氯化铈。在高温加热条件下，氯化铵分解产生H2、N2、HCl气体，前两者为还原性气体，而HCl能够通过化学取代反应促进活性锌原子的产生；活性锌原子接触并吸附在铁基材料的表面，形成合金层；锌、铁原子进一步扩散，形成渗锌层（上述渗层），有助于改善铁基材料的表面性能，提高其耐腐蚀、耐磨能力。

[0013] 渗锌剂中含有氯化铈，会吸附在合金层表面，并通过表面晶界、位错等晶体缺陷进入铁基材料中，促进晶格畸变的大量产生，形成更多缺陷，以促进锌、铁原子的快速扩散，提高渗锌效率。同时，金属铈能够抑制渗锌过程中晶粒的聚集，阻碍晶粒生长，从而促进渗锌层中晶粒的细化和均匀性，减少凹坑的产生，避免裂纹的产生与扩展，提高了渗层质量和力学性能，改善铁基材料的耐腐蚀性能和表面强度。

[0014] 进一步的，氮源、碳源、氧源的通入体积比为100:（1.0～1.5）:（50～60）；

[0015] 氮源为NH3，碳源为CO、CO2、CH3CH3中的一种；氧源为H2O；

[0016] 氮源的流量为1.0～1.8m3/min。

[0017] 进一步的，热处理的工艺条件为：热处理温度480～570℃，热处理时间4～7h，压力93～130kPa。

[0018] 在上述技术方案中，采用相对较低的热处理温度和热处理时间，使得铁基材料发生适当的奥氏体化，使其强度和韧性提高，晶间脆性得到降低。热处理工艺在氮源、碳源、氧源氛围中进行，使铁基材料渗锌后形成的渗层能够同时发生渗氮和氧化反应，形成锌、铁的氮氧化物，具有较高的硬度和摩擦系数，将得到的膜层记为硬化层，能够进一步提高铁基材料的表面性能，改善其表面耐磨、耐腐蚀性能。

[0019] 进一步的，所述封闭处理的工艺条件为：温度27～32℃，处理时间5～10min。

[0020] 进一步的，所述封闭剂包括以下质量组分：7～12g/L氟硅酸盐、4～6g/L氟钛酸、2～5g/L苯胺化合物、0.35～0.7g/L  γ‑甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、0.8～1.6g/L 2‑(全氟己基)乙基甲基丙烯酸酯，封闭剂的pH为3～4。

[0021] 进一步的，氟硅酸盐为氟硅酸钠、氟硅酸钾、氟硅酸铵中的一种。

[0022] 进一步的，苯胺化合物由以下工艺制得：

[0023] 1.将2‑咪唑甲醛、二硫代乙酰胺，于N,N‑二甲基甲酰胺中混合，置于147～155℃温度下，搅拌回流反应230～270min；冷却，抽滤，洗涤，干燥，得到咪唑‑噻唑化合物；

[0024] 2.将4‑溴甲基苯甲醛、2‑乙酰基吡啶，于无水乙醇中混合，调节体系温度至0～5℃，加入氢氧化钾、氨水混合；升温至147～155℃，反应24h，恢复室温反应50～70min；过滤，洗涤，层析，得到三联吡啶化合物；

[0025] 3.将咪唑‑噻唑化合物、3‑（溴甲基）苯基氨基甲酸叔丁酯，于丁腈中混合，搅拌并加热至35～45℃，反应30～36h；加入三联吡啶化合物，升温至55～65℃，继续反应36～40h；旋干，过柱，得到化合物A；

[0026] 将化合物A、三氟乙酸，于二氯甲烷中混合，反应8～10h；旋干，加入乙酸乙酯，利用5%碳酸钠溶液调节体系pH至8～9，乙酸乙酯萃取，无水硫酸镁干燥，过滤，旋干，过柱，得到苯胺化合物。

[0027] 进一步的，步骤1中，2‑咪唑甲醛、二硫代乙酰胺的摩尔比为（2.2～2.8）:1；

[0028] 2‑咪唑甲醛、N,N‑二甲基甲酰胺的比例为8g/100mL。

[0029] 进一步的，步骤2中，4‑溴甲基苯甲醛、2‑乙酰基吡啶的摩尔比为1:（1.8～2.0）；

[0030] 4‑溴甲基苯甲醛、无水乙醇的比例为3g/100mL。

[0031] 进一步的，步骤3中，咪唑‑噻唑化合物、3‑（溴甲基）苯基氨基甲酸叔丁酯、三联吡啶化合物的质量比为（9.7～10.6）:10:（15.6～17.1）；

[0032] 咪唑‑噻唑化合物、丁腈的比例为10g/100mL。

[0033] 进一步的，步骤3中，化合物A、三氟乙酸的质量比为（0.40～1.05）:1；

[0034] 化合物A、二氯甲烷的比例为7.5g/100mL。

[0035] 进一步的，所述步骤（3）包括以下工艺：

[0036] 将上一步骤得到的铁基材料，置于27～32℃温度下的封闭剂中，处理5～10min；将体系温度降至0～5℃，加入过硫酸铵APS，处理30～60min；取出，洗涤，干燥，得到表面耐腐蚀耐磨的铁基材料。

[0037] 进一步的，过硫酸铵用量为苯胺化合物质量的1.5%～2.5%。

[0038] 在上述技术方案中，采用封闭剂对热处理后的铁基材料进行封闭处理。其中，封闭剂中的氟硅酸盐能够在酸性条件下水解，产生硅酸（氢氧化硅）；硅酸缩合形成胶体二氧化硅，沉积于铁基材料的表面，能够填补硬化层的表面裂纹等缺陷，从而改善了铁架材料的表面性能，提高其耐腐蚀性能和耐磨性能。氟钛酸能够在酸性条件下水解，形成胶体氧化钛，能够协同氟硅酸盐提高所制封闭层的致密性和完整性，从而进一步改善了封闭层的耐腐蚀性能。γ‑甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷水解产生硅醇，能够吸附于铁基材料（硬化层）的表面，并与其表面羟基缩合形成Zn‑O‑Si键，在硬化层表面成膜，同时通过其自身交联形成Si‑O‑Si键，对硬化层进行覆盖，将其活性区域覆盖，能够减少腐蚀介质与铁基材料间的空隙，形成保护屏障，提高铁基材料的表面耐腐蚀和耐磨性能。且，γ‑甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的烯基具有吸电子诱导效应，能够吸附于硬化层的表面，促进γ‑甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷在硬化层表面的成膜，进一步改善了铁基材料的耐腐蚀性能。

[0039] 2‑咪唑甲醛与二硫代乙酰胺混合，使得2‑咪唑甲醛中的醛基在高温下与硫代酰胺反应，环化形成噻唑基团，得到具有咪唑、噻唑基团的化合物，记为咪唑‑噻唑化合物；4‑溴甲基苯甲醛与2‑乙酰基吡啶混合，使得醛基与乙酰基反应，并与吡啶环、不饱和键加成，形成具有三联吡啶、溴甲基苯基团的化合物，记为三联吡啶化合物；其氮、硫等杂原子、π电子平面共轭体系，通过与金属间的相互作用，紧密吸附于硬化层的表面，形成物理屏障，阻止其腐蚀，提高了腐蚀防护能力；并能够与铁离子、锌离子进行配位，其配位键能够对应力进行缓冲，有效限制硬化层表面裂纹的扩展，实现对铁基材料进行缓蚀，提高其耐腐蚀性能和力学性能。

[0040] 将咪唑‑噻唑化合物依次与三联吡啶化合物、3‑（溴甲基）苯基氨基甲酸叔丁酯混合反应，使得其胺基与溴甲基发生取代；而后将氨基甲酸叔丁酯基团消去，形成氨基，得到具有三联吡啶、咪唑、噻唑、苯胺基团的化合物，记为苯胺化合物，其为大分子、共轭体系，能够进一步促进苯胺化合物在铁基材料的表面吸附，提高铁基材料耐腐蚀性能和力学性能。将其作为封闭剂组分，能够在过硫酸铵的作用和酸性环境下，发生原位聚合，形成聚合物，能够进一步阻隔腐蚀介质在铁基材料中的渗透，提高封闭层的稳定性和阻隔能力，封闭层的力学性能得到提高，使得铁基材料的耐腐蚀性能和耐磨性能得到改善。

[0041] 过硫酸铵还能够引发自由基聚合，引发 2‑(全氟己基)乙基甲基丙烯酸酯与γ‑甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷的聚合，使得封闭层体系中形成互传网络结构，进一步提高了对腐蚀介质的阻挡作用，改善其耐腐蚀性能；同时氟元素的引入，提高了封闭层的表面活性，腐蚀介质在铁基材料表面的浸润性降低，提高了封闭层的强度、耐磨性和耐腐蚀性能。

[0042] 与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

[0043] 1.本发明的一种铁基材料的表面耐腐蚀耐磨处理工艺，通过在渗镀工艺中加入氯化铈，促进了锌、铁原子的快速扩散；抑制了渗锌过程中晶粒的聚集，阻碍晶粒生长，促进渗锌层中晶粒的细化和均匀性，减少凹坑的产生，避免裂纹的产生与扩展，提高了渗层质量和力学性能，改善铁基材料的耐腐蚀性能和表面强度。

[0044] 2.本发明的一种铁基材料的表面耐腐蚀耐磨处理工艺，通过在氮源、碳源、氧源氛围中进行的热处理，使得铁基材料渗锌后形成的渗层同时发生渗氮和氧化反应，形成锌、铁的氮氧化物，具有较高的硬度和摩擦系数，提高了铁基材料的表面性能，改善其表面耐磨、耐腐蚀性能。

[0045] 3.本发明的一种铁基材料的表面耐腐蚀耐磨处理工艺，通过2‑咪唑甲醛、二硫代乙酰胺、4‑溴甲基苯甲醛、2‑乙酰基吡啶、3‑（溴甲基）苯基氨基甲酸叔丁酯等为原料制备苯胺化合物，作为封闭剂组分，发生原位聚合，形成聚合物，能够进一步阻隔腐蚀介质在铁基材料中的渗透，提高封闭层的稳定性和阻隔能力，封闭层的力学性能得到提高，使得铁基材料的耐腐蚀性能和耐磨性能得到改善。

具体实施方式

[0046] 下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0047] 在上述技术方案中，

[0048] 铁基材料包括以下质量分数的化学成分：0.67%Mn、0.22%Si、0.17%C、0.022%S、0.018%P，余量为Fe；

[0049] 金属锌：锌粉，平均粒径50μm，纯度99.99%，来源于西安博纳材料科技有限公司；

[0050] 氧化铝：粒径500目，纯度99.9%，来源于东海县富彩矿物制品有限公司。

[0051] 实施例1：一种铁基材料的表面耐腐蚀耐磨处理工艺，包括以下工艺步骤：

[0052] 步骤（1）渗镀：将铁基材料与渗锌剂混合，渗锌剂包括以下质量组分：100份金属锌、87份氧化铝、2.0份氯化铵、2份氯化铈；进行转动渗锌，工艺条件为：渗锌温度390℃，渗锌时间4h，转速15r/min；渗锌剂的填充量为80%；形成渗层；

[0053] 步骤（2）热处理：将上一步骤得到的铁基材料，在氮源、碳源和氧源环境中，氮源、碳源、氧源的通入体积比为100:1:50；氮源为NH3，碳源为CO；氧源为H2O；氮源的流量为3
1.0m/min；进行热处理，工艺条件为：热处理温度480℃，热处理时间7h，压力93kPa，形成硬化层；

[0054] 步骤（3）封闭：

[0055] 1.将2‑咪唑甲醛、二硫代乙酰胺，于N,N‑二甲基甲酰胺中混合，置于147℃温度下，搅拌回流反应270min；冷却，抽滤，洗涤，干燥，得到咪唑‑噻唑化合物；2‑咪唑甲醛、二硫代乙酰胺的摩尔比为2.2:1；2‑咪唑甲醛、N,N‑二甲基甲酰胺的比例为8g/100mL；

[0056] 2.将4‑溴甲基苯甲醛、2‑乙酰基吡啶，于无水乙醇中混合，调节体系温度至5℃，加入氢氧化钾、氨水混合；升温至147℃，反应24h，恢复室温反应50min；过滤，洗涤，层析，得到三联吡啶化合物；4‑溴甲基苯甲醛、2‑乙酰基吡啶的摩尔比为1:1.8；4‑溴甲基苯甲醛、无水乙醇的比例为3g/100mL；

[0057] 3.将咪唑‑噻唑化合物、3‑（溴甲基）苯基氨基甲酸叔丁酯，于丁腈中混合，搅拌并加热至35℃，反应30h；加入三联吡啶化合物，升温至55℃，继续反应36h；旋干，过柱，得到化合物A；咪唑‑噻唑化合物、3‑（溴甲基）苯基氨基甲酸叔丁酯、三联吡啶化合物的质量比为9.7:10:15.6；咪唑‑噻唑化合物、丁腈的比例为10g/100mL；

[0058] 将化合物A、三氟乙酸，于二氯甲烷中混合，反应8h；旋干，加入乙酸乙酯，利用5%碳酸钠溶液调节体系pH至8，乙酸乙酯萃取，无水硫酸镁干燥，过滤，旋干，过柱，得到苯胺化合物；化合物A、三氟乙酸的质量比为0.8:1；化合物A、二氯甲烷的比例为7.5g/100mL；

[0059] 4.将上一步骤得到的铁基材料，置于27℃温度下的封闭剂中，处理5min；封闭剂包括以下质量组分：10g/L氟硅酸钠、4g/L氟钛酸、2g/L苯胺化合物、0.35g/L  γ‑甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、0.8g/L 2‑(全氟己基)乙基甲基丙烯酸酯，封闭剂的pH为3；将体系温度降至5℃，加入过硫酸铵（用量为苯胺化合物质量的1.5%），处理30min；取出，洗涤，干燥，形成封闭层，得到表面耐腐蚀耐磨的铁基材料。

[0060] 实施例2：一种铁基材料的表面耐腐蚀耐磨处理工艺，包括以下工艺步骤：

[0061] 步骤（1）渗镀：将铁基材料与渗锌剂混合，渗锌剂包括以下质量组分：100份金属锌、87份氧化铝、2.2份氯化铵、3份氯化铈；进行转动渗锌，工艺条件为：渗锌温度405℃，渗锌时间3.5h，转速30r/min；渗锌剂的填充量为85%；形成渗层；

[0062] 步骤（2）热处理：将上一步骤得到的铁基材料，在氮源、碳源和氧源环境中，氮源、碳源、氧源的通入体积比为100:1.2:55；氮源为NH3，碳源为CO；氧源为H2O；氮源的流量为3
1.4m /min；进行热处理，工艺条件为：热处理温度525℃，热处理时间5h，压力110kPa，形成硬化层；

[0063] 步骤（3）封闭：

[0064] 1.将2‑咪唑甲醛、二硫代乙酰胺，于N,N‑二甲基甲酰胺中混合，置于150℃温度下，搅拌回流反应240min；冷却，抽滤，洗涤，干燥，得到咪唑‑噻唑化合物；2‑咪唑甲醛、二硫代乙酰胺的摩尔比为2.5:1；2‑咪唑甲醛、N,N‑二甲基甲酰胺的比例为8g/100mL；

[0065] 2.将4‑溴甲基苯甲醛、2‑乙酰基吡啶，于无水乙醇中混合，调节体系温度至2℃，加入氢氧化钾、氨水混合；升温至150℃，反应24h，恢复室温反应60min；过滤，洗涤，层析，得到三联吡啶化合物；4‑溴甲基苯甲醛、2‑乙酰基吡啶的摩尔比为1:1.9；4‑溴甲基苯甲醛、无水乙醇的比例为3g/100mL；

[0066] 3.将咪唑‑噻唑化合物、3‑（溴甲基）苯基氨基甲酸叔丁酯，于丁腈中混合，搅拌并加热至40℃，反应33h；加入三联吡啶化合物，升温至60℃，继续反应38h；旋干，过柱，得到化合物A；咪唑‑噻唑化合物、3‑（溴甲基）苯基氨基甲酸叔丁酯、三联吡啶化合物的质量比为10:10:16.3；咪唑‑噻唑化合物、丁腈的比例为10g/100mL；

[0067] 将化合物A、三氟乙酸，于二氯甲烷中混合，反应9h；旋干，加入乙酸乙酯，利用5%碳酸钠溶液调节体系pH至8.5，乙酸乙酯萃取，无水硫酸镁干燥，过滤，旋干，过柱，得到苯胺化合物；化合物A、三氟乙酸的质量比为0.8:1；化合物A、二氯甲烷的比例为7.5g/100mL；

[0068] 4.将上一步骤得到的铁基材料，置于30℃温度下的封闭剂中，处理7min；封闭剂包括以下质量组分：10g/L氟硅酸钠、5g/L氟钛酸、3.5g/L苯胺化合物、0.5g/L  γ‑甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、1.2g/L 2‑(全氟己基)乙基甲基丙烯酸酯，封闭剂的pH为3.5；将体系温度降至2℃，加入过硫酸铵（用量为苯胺化合物质量的2%），处理45min；取出，洗涤，干燥，形成封闭层，得到表面耐腐蚀耐磨的铁基材料。

[0069] 实施例3：一种铁基材料的表面耐腐蚀耐磨处理工艺，包括以下工艺步骤：

[0070] 步骤（1）渗镀：将铁基材料与渗锌剂混合，渗锌剂包括以下质量组分：100份金属锌、87份氧化铝、2.5份氯化铵、4份氯化铈；进行转动渗锌，工艺条件为：渗锌温度420℃，渗锌时间3h，转速45r/min；渗锌剂的填充量为90%；形成渗层；

[0071] 步骤（2）热处理：将上一步骤得到的铁基材料，在氮源、碳源和氧源环境中，氮源、碳源、氧源的通入体积比为100:1.5:60；氮源为NH3，碳源为CO；氧源为H2O；氮源的流量为3
1.8m /min；进行热处理，工艺条件为：热处理温度570℃，热处理时间4h，压力130kPa，形成硬化层；

[0072] 步骤（3）封闭：

[0073] 1.将2‑咪唑甲醛、二硫代乙酰胺，于N,N‑二甲基甲酰胺中混合，置于155℃温度下，搅拌回流反应230min；冷却，抽滤，洗涤，干燥，得到咪唑‑噻唑化合物；2‑咪唑甲醛、二硫代乙酰胺的摩尔比为2.8:1；2‑咪唑甲醛、N,N‑二甲基甲酰胺的比例为8g/100mL；

[0074] 2.将4‑溴甲基苯甲醛、2‑乙酰基吡啶，于无水乙醇中混合，调节体系温度至0℃，加入氢氧化钾、氨水混合；升温至155℃，反应24h，恢复室温反应70min；过滤，洗涤，层析，得到三联吡啶化合物；4‑溴甲基苯甲醛、2‑乙酰基吡啶的摩尔比为1:2.0；4‑溴甲基苯甲醛、无水乙醇的比例为3g/100mL；

[0075] 3.将咪唑‑噻唑化合物、3‑（溴甲基）苯基氨基甲酸叔丁酯，于丁腈中混合，搅拌并加热至45℃，反应36h；加入三联吡啶化合物，升温至65℃，继续反应40h；旋干，过柱，得到化合物A；咪唑‑噻唑化合物、3‑（溴甲基）苯基氨基甲酸叔丁酯、三联吡啶化合物的质量比为10.6:10:17.1；咪唑‑噻唑化合物、丁腈的比例为10g/100mL；

[0076] 将化合物A、三氟乙酸，于二氯甲烷中混合，反应10h；旋干，加入乙酸乙酯，利用5%碳酸钠溶液调节体系pH至9，乙酸乙酯萃取，无水硫酸镁干燥，过滤，旋干，过柱，得到苯胺化合物；化合物A、三氟乙酸的质量比为0.8:1；化合物A、二氯甲烷的比例为7.5g/100mL；

[0077] 4.将上一步骤得到的铁基材料，置于32℃温度下的封闭剂中，处理10min；封闭剂包括以下质量组分：10g/L氟硅酸钠、6g/L氟钛酸、5g/L苯胺化合物、0.7g/L  γ‑甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、1.6g/L 2‑(全氟己基)乙基甲基丙烯酸酯，封闭剂的pH为4；将体系温度降至0℃，加入过硫酸铵（用量为苯胺化合物质量的2.5%），处理60min；取出，洗涤，干燥，形成封闭层，得到表面耐腐蚀耐磨的铁基材料。

[0078] 对比例1：一种铁基材料的表面耐腐蚀耐磨处理工艺，包括以下工艺步骤：

[0079] 步骤（3）封闭：

[0080] 1.将2‑咪唑甲醛、二硫代乙酰胺，于N,N‑二甲基甲酰胺中混合，置于147℃温度下，搅拌回流反应270min；冷却，抽滤，洗涤，干燥，得到咪唑‑噻唑化合物；2‑咪唑甲醛、二硫代乙酰胺的摩尔比为2.2:1；2‑咪唑甲醛、N,N‑二甲基甲酰胺的比例为8g/100mL；

[0081] 2.将咪唑‑噻唑化合物、3‑（溴甲基）苯基氨基甲酸叔丁酯，于丁腈中混合，搅拌并加热至35℃，反应60h；旋干，过柱，得到化合物A；咪唑‑噻唑化合物、3‑（溴甲基）苯基氨基甲酸叔丁酯的质量比为19.4:10；咪唑‑噻唑化合物、丁腈的比例为18g/100mL；

[0082] 将化合物A、三氟乙酸，于二氯甲烷中混合，反应8h；旋干，加入乙酸乙酯，利用5%碳酸钠溶液调节体系pH至8，乙酸乙酯萃取，无水硫酸镁干燥，过滤，旋干，过柱，得到苯胺化合物；化合物A、三氟乙酸的质量比为0.8:1；化合物A、二氯甲烷的比例为7.5g/100mL；

[0083] 3.将上一步骤得到的铁基材料，置于27℃温度下的封闭剂中，处理5min；封闭剂包括以下质量组分：10g/L氟硅酸钠、4g/L氟钛酸、2g/L苯胺化合物、0.35g/L  γ‑甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、0.8g/L 2‑(全氟己基)乙基甲基丙烯酸酯，封闭剂的pH为3；将体系温度降至5℃，加入过硫酸铵（用量为苯胺化合物质量的1.5%），处理30min；取出，洗涤，干燥，形成封闭层，得到表面耐腐蚀耐磨的铁基材料。

[0084] 步骤（1‑2）与实施例1相同，得到表面耐腐蚀耐磨的铁基材料。

[0085] 对比例2：一种铁基材料的表面耐腐蚀耐磨处理工艺，包括以下工艺步骤：

[0086] 步骤（3）封闭：

[0087] 将上一步骤得到的铁基材料，置于27℃温度下的封闭剂中，处理5min；封闭剂包括以下质量组分：10g/L氟硅酸钠、4g/L氟钛酸、0.4g/L苯胺、0.35g/L  γ‑甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、0.8g/L 2‑(全氟己基)乙基甲基丙烯酸酯，封闭剂的pH为3；将体系温度降至5℃，加入过硫酸铵（用量为苯胺化合物质量的1.5%），处理30min；取出，洗涤，干燥，形成封闭层，得到表面耐腐蚀耐磨的铁基材料。

[0088] 步骤（1‑2）与实施例1相同，得到表面耐腐蚀耐磨的铁基材料。

[0089] 对比例3：一种铁基材料的表面耐腐蚀耐磨处理工艺，包括以下工艺步骤：

[0090] 步骤（3）封闭：

[0091] 将上一步骤得到的铁基材料，置于27℃温度下的封闭剂中，处理5min；封闭剂包括以下质量组分：10g/L氟硅酸钠、4g/L氟钛酸、0.35g/L  γ‑甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、0.8g/L 2‑(全氟己基)乙基甲基丙烯酸酯，封闭剂的pH为3；将体系温度降至5℃，加入过硫酸铵（用量为苯胺化合物质量的1.5%），处理30min；取出，洗涤，干燥，形成封闭层，得到表面耐腐蚀耐磨的铁基材料。

[0092] 步骤（1‑2）与实施例1相同，得到表面耐腐蚀耐磨的铁基材料。

[0093] 对比例4：一种铁基材料的表面耐腐蚀耐磨处理工艺，包括以下工艺步骤：

[0094] 步骤（3）封闭：

[0095] 将上一步骤得到的铁基材料，置于27℃温度下的封闭剂中，处理5min；封闭剂包括以下质量组分：10g/L氟硅酸钠、4g/L氟钛酸，封闭剂的pH为3，取出，洗涤，干燥，形成封闭层，得到表面耐腐蚀耐磨的铁基材料。

[0096] 步骤（1‑2）与实施例1相同，得到表面耐腐蚀耐磨的铁基材料。

[0097] 对比例5：一种铁基材料的表面耐腐蚀耐磨处理工艺，包括以下工艺步骤：

[0098] 步骤（1）渗镀：将铁基材料与渗锌剂混合，渗锌剂包括以下质量组分：100份金属锌、87份氧化铝、2.0份氯化铵；进行转动渗锌，工艺条件为：渗锌温度390℃，渗锌时间4h，转速15r/min；渗锌剂的填充量为80%；形成渗层；

[0099] 步骤（2）与对比例4中的步骤（3）相同，得到表面耐腐蚀耐磨的铁基材料。

[0100] 实验：取实施例1‑3、对比例1‑5中得到的表面耐腐蚀耐磨的铁基材料，制得试样，分别对其性能进行检测并记录检测结果：

[0101] 耐腐蚀性能测试：以ASTM B117为参考标准，将试样进行盐雾试验，试验条件为温度35℃，湿度100%，采用5wt%氯化钠溶液进行连续喷雾，试验防止位置与垂直方向呈15℃；试验96h后，记录试样腐蚀面积占总面积的百分比，作为试验指标；

[0102] 采用三电极体系，试样作为工作电极，Hg/Hg2SO4作为参比电极，铂作为辅助电极，测试介质为1M硫酸溶液，检测试样表面层的电化学性能，扫描速率1mV/s，测试范围为自腐5 ‑2
蚀电位±250mV，阻抗测量频率10～10 Hz，交流信号振幅5mV；

[0103] 耐磨性能测试：采用摩擦磨损试验法，在试样表面施加60g直径为6mm的GCr15磨球，磨损5000周次，磨损半径6mm，线速度6cm/s，记录实验前后试样的质量差，并计算实验后的磨损率。

[0104]

[0105] 根据上表中的数据，可以清楚得到以下结论：

[0106] 实施例1‑3中得到的表面耐腐蚀耐磨的铁基材料与对比例1‑5中得到的表面耐腐蚀耐磨的铁基材料形成对比，检测结果可知，

[0107] 与对比例相比，实施例1‑3中得到的表面耐腐蚀耐磨的铁基材料，具有更高的腐蚀电位和更低的磨损率、腐蚀面积数据，这充分说明了本发明实现了对铁基材料耐腐蚀、耐磨性能的提高。

[0108] 与实施例1相比，对比例1中苯胺化合物的制备工艺不同；对比例2中将苯胺化合物替换为苯胺；对比例3的封闭剂中未添加组分苯胺化合物；对比例4的封闭剂中未添加组分苯胺化合物、γ‑甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和2‑(全氟己基)乙基甲基丙烯酸酯；与对比例4相比，对比例5的渗锌剂中未设置组分氯化铈，也未设置热处理工艺。对比例1‑5中得到的表面耐腐蚀耐磨的铁基材料，其磨损率、腐蚀面积更高，腐蚀电位更低，可知本发明对铁基材料表面处理工艺及其所使用组分的设置，能够促进铁基材料耐腐蚀、耐磨性能的改善。

[0109] 需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程方法物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程方法物品或者设备所固有的要素。

[0110] 最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改等同替换改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。