本发明属于表面工程和金属防腐，具体涉及一种耐磨耐蚀的复合膜层的制备方法及其制备的复合膜层，以及该复合膜层的应用。
背景技术：
1、化工生产过程中常常同时存在含颗粒物和腐蚀性介质(例如氯离子、氢离子等)的物料，容易造成生产设备和管线等的磨损和腐蚀，影响设备使用寿命和生产安全。以硫酸铵旋流器为例，旋流器用于硫酸铵生产工艺和湿法脱硫工艺中，用来对硫酸铵溶液行预浓缩处理。由于物料中含有大量硫酸铵晶体颗粒，且溶液呈酸性，未做耐磨防腐处理的不锈钢旋流器内壁在使用过程中将会产生严重的化学腐蚀和冲刷腐蚀。因此，需开发一种用于不锈钢设备和管线内壁的同时具备耐磨能力和耐蚀能力的膜层，该膜层可以提高不锈钢材料耐磨性能和耐腐蚀性能，提高不锈钢设备和管线使用寿命。
2、为了提高化工设备和管线的耐磨耐蚀性能，一种策略是在设备和管线的内壁设置厚度10-20mm的复合陶瓷衬里层。该复合陶瓷衬里制备过程中需要将一定厚度的料膏平摊在基材表面并拍密实，向单一方向刮涂至表层平整后进行加热固化。还有一种策略则是通过不同的方法在不锈钢基材表面设置氧化铬和氧化铝组成的复合防腐防蚀层。如公开号cn108165991 a(公开日2018年6月15日)的中国发明专利申请公开了一种在不锈钢基材表面上的具有碳化铬弥散氧化铬和氧化铝层的复合阻氢涂层，其制备方法包括先将不锈钢基板放入电镀液中(电镀液的组成为：0.5mol/l的crcl3·6h2o、0.8mol/l的hcooh、0.65mol/l的h3bo3、1mol/l的kcl、1mol/l的nh4cl、10g/l的nh4br以及0.2g/l的十二烷基硫酸钠，ph＝2)，采用脉冲电化学沉积方法在不锈钢基材得到cr-c涂层；然后将不锈钢基板放入压强为100pa、温度500℃环境下，氧化反应1-5小时，在上述cr-c涂层上得到碳化铬弥散氧化铬复合涂层；然后采用原子层沉积方法，在上述的碳化铬弥散氧化铬复合涂层上沉积氧化铝。又如公开号cn 112375954a(公开日2021年2月19日)的中国发明专利申请，公开了一种具有氧化铬/氧化铝双层结构的致密氧化层的低成本高强抗氧化铁镍基合金，其包括如下特定的化学成分：0<c<0.08％、14％≤cr≤18％、37％≤fe≤48％、0.5％≤al+si≤3.0％、2％≤ti≤2.2％、co≤1.5％、0.4≤mo+w≤1.5％，余量为ni；所述合金在650-700℃范围内的蒸汽氧化期间，通过选择性氧化获得含氧化铬/氧化铝双层结构的致密氧化层。上述制备氧化铬/氧化铝复合耐磨耐蚀层的方法，或者工艺步骤复杂，条件比较苛刻；或者仅适用于特定配比的合金，无法用于已经冶炼成型的不锈钢基材和/或不锈钢工件。
技术实现思路
1、为了克服现有技术的不足，本发明提供一种工艺简单、适用于已经成型的不同尺寸的不锈钢工件的耐磨耐蚀的复合膜层的制备方法，进而提供该制备方法制备得到的复合膜层，以及该复合膜层的应用。
2、为实现上述技术效果，本发明采用了如下的技术方案：
3、一种不锈钢基材表面的耐磨耐蚀的复合膜层的制备方法，所述复合膜层包括氧化铬膜层和氧化铝膜层，包括如下步骤：
4、s1.氧化铬膜层的制备：
5、通过包括氧化、电化学的方法在不锈钢基材表面形成氧化铬膜层；
6、s2.氧化铝膜层的制备：
7、s2-1.涂敷：
8、将步骤s1得到的具有氧化铬膜层的不锈钢基材浸入常温铝溶胶中20-300s，取出后在室温下晾置1-10min，重复该操作1-10次；所述铝溶胶al2o3质量百分比含量为10％-30％；
9、s2-2.烘干：
10、将步骤s2-1得到的涂敷有铝溶胶的不锈钢基材在40-65℃烘干10-30min，然后升温至70-95℃烘干10-30min，再升温至100-140℃烘干10-30min；
11、s2-3.烧结：
12、将步骤s2-3得到的不锈钢基材升温至200-300℃，烧结10-60min，自然冷却，即得。
13、优选地，所述步骤s2-2中，将步骤s2-1得到的涂敷有铝溶胶的不锈钢基材在60-65℃烘干20-30min，然后升温至80-90℃烘干20-30min，再升温至120-140℃烘干20-30min。
14、作为另一个优选的实施方案，所述步骤s2-2中，将步骤s2-1得到的涂敷有铝溶胶的不锈钢基材在60-65℃烘干60-90min。
15、优选地，所述步骤s2-3中，烧结温度为250-300℃，烧结时间30-40min。
16、所述步骤s1中，所述氧化铬膜层的制备可以采用本领域已知的工艺路线。例如，可以采用公开号cn106435585a(公开日2017年2月22日)的中国发明专利申请记载的方法。因此，在此将该申请文件全文引入，作为本说明书的一部分。
17、具体地，所述氧化铬膜层的制备通过如下工艺路线：热碱化学除油碱蚀-水洗-氧化-水洗-电解-水洗-硬化：
18、s1-1.热碱化学除油碱蚀，水洗
19、用热氢氧化钠溶液及含碱蚀添加剂的溶液浸泡整个不锈钢基材，进行化学除油及碱蚀，溶液温度控制在80-85℃，时间控制10-15min，然后使用80-85℃热水循环清洗3-5min；
20、所述氢氧化钠溶液的浓度为6.5％-8％，所述含碱蚀添加剂的溶液的浓度为0.3-0.5％，所述碱蚀添加剂为乙氧基改性聚三硅氧烷；
21、s1-2.氧化，水洗
22、将不锈钢基材浸泡在氧化溶液中，所述氧化溶液包含cro3200-300g/l和na2moo4100-150g/l，ph为0.4-1.5；所述氧化液温度控制在75-90℃，氧化时间15-35min，然后用25-40℃的水循环清洗3-5min；
23、s1-3.电解，水洗
24、以所述不锈钢基材作为阴极，电解液成分包括cro3100-150g/l、na2moo4100-150g/l、h3po4200-250g/l、na2sio350～60g/l，ph为0.5-1.5，温度控制40-52℃；电流采用直流电，初始电流强度40a/m2，电解时间10-25min，然后电流强度按照i＝3+a/t逐步减小，其中i为电流强度，t为时间，所述a为20-30的参数；电解完成后，清水洗涤除去表面电解液；
25、s1-4.硬化
26、先在温度50-60℃、湿度60-70％下进行膜层硬化3-3.5小时，即得。
27、本发明还有一个目的在于提供一种耐磨耐蚀复合膜层，通过上述制备方法在不锈钢基材上制备得到。
28、本发明还提供上述耐磨耐蚀复合膜层在工业防腐防蚀中的应用。
29、具体地，所述应用是指通过本发明所述制备方法在不锈钢工件表面形成所述耐磨耐蚀复合膜层。
30、优选地，所述不锈钢工件为处理同时含颗粒物和腐蚀性介质(例如氯离子、氢离子等)的物料的不锈钢工件。
31、本发明提供的在不锈钢基材表面制备氧化铬耐蚀层+氧化铝耐磨层的耐磨耐蚀复合膜层的方法，工艺路线简单，工艺条件温和，适于各种形状各种尺寸的不锈钢工件。