[發明專利]一種核廢料貯存桶長效防腐噴鋅涂層的制備方法

無效

• 申請號: 201110407240.X
• 申請日: 2011-12-08
• 公開（公告）號: CN102418063A
• 公開（公告）日: 2012-04-18
• 發明（設計）人: 劉繼華;錢士強;陳國清
• 申請（專利權）人: 上海工程技術大學
• 主分類號: C23C4/08
• 分類號: C23C4/08
• 代理公司: 上海伯瑞杰知識產權代理有限公司 31227
• 代理人: 吳瑾瑜

技術領域

本發明屬于金屬屬于表面處理技術領，具體地說，是涉及一種核廢料貯存桶長效防腐噴鋅涂層的制備工藝。

背景技術

一些核電站建于沿海，大氣中含有較高的氯離子濃度，大大加快了核廢料貯存桶的腐蝕，金屬材料的腐蝕給國民經濟帶來巨大的損失，全世界每年因腐蝕而報廢的鋼鐵設備相當于鋼產量的30％。大氣中沉積氯化物及二氧化硫加速了鋼鐵的腐蝕，因此，鋼鐵的腐蝕防護尤為重要。由于鋅具有適當的化學活性和低廉的價格，常用作犧牲陽極鍍層對鋼鐵進行保護。

熱噴涂技術是材料表面強化與保護的新技術，它在表面改性技術中占有重要地位，已成為表面技術一個重要組成部分。電弧噴鋅則是通過噴鋅設備在電流的作用下，借助高壓空氣，將熱融的液體鋅高速射向被涂物(被涂物可以是鋼鐵、金屬合金、陶瓷、塑料等)，在被涂物表層形成致密、均勻的鋅層，達到被涂物具有防腐、裝飾或某種特殊用途的施工方法。

電弧噴涂電壓選擇主要取決于噴涂材料的性質，低熔點金屬的噴涂電壓低，高熔點金屬的電壓高。噴涂電壓低易造成噴涂起弧和穩弧困難，噴涂過程不流暢、并出現斷續送絲現噴涂粒子霧化不充分、噴涂層有粗大顆粒；噴涂電壓高易造成噴涂送絲故障率高、易出現粘象，噴涂層顆粒粗大。

壓縮空氣必須經過除油、除水、干燥過程，霧化氣體的壓力、流量直接影響噴涂霧化效果和電弧噴涂層質量。電弧噴涂距離指被霧化的顆粒離開噴槍嘴至工件之間的距離，即噴涂粒子至形成涂層的飛行距離。在跨越這個距離的時間內，噴涂絲材被加熱、熔融、霧化、噴涂至工件后凝固形成涂層。若噴涂距離遠，有部分顆粒在到達工件表面前已經冷卻凝固變成金屬粉塵不能形成涂層，使金屬沉積率大大降低；若噴涂距離很近，則噴涂顆粒較粗大，涂層熱應力增加。噴涂角度是指噴涂射流軸線與基材表面切線間的夾角，一般噴涂角度為90度。當噴涂角度小于45度時，會產生遮蓋效應，使涂層的結合力下降。

噴槍移動速度是指在噴涂過程中噴槍沿基材表面移動的速度。在噴涂效率和沉積率確況下，噴槍和工件的相對移動速度決定了一次噴涂過程的涂層厚度。一般情況下噴徐，噴槍移動速度快；噴涂效率低，噴槍移動速度慢。噴涂環境控制主要指對可能影響噴涂層質量的因素進行控制，如通常環境相對濕度以上時，不宜進行噴涂作業。

因此，改進現有技術，通過控制電弧噴涂工藝參數，在鋼板基材上得到結合力好，耐蝕長效的噴鋅涂層，有廣泛的應用前景。

發明內容

本發明的目的旨在提供一種核廢料貯存桶長效防腐噴鋅涂層的制備方法，以提高核廢料貯存桶的使用壽命和滿足市場的需求。

為實現上述發明目的，本發明采用電弧噴涂工藝方法提高了涂層與鋼鐵基材的結合力和長效耐蝕穩定性。

技術方案為，一種核廢料貯存桶長效防腐噴鋅涂層的制備方法，采用鋼板為基體材料，純度大于99.99％的鋅絲作為噴涂材料，具體實施步驟及工藝參數包括：

(1)基體表面預處理，噴涂前先用銅礦砂進行基體表面預處理，充分清除污垢、油漬和粗化表面，為了能夠增加涂層結合強度，

(2)然后進行電弧噴涂，電弧噴涂工藝參數如下：

送絲速度為1～3米/分，即擂絲輪19～21轉/分

本發明的技術效果體現在：1.所得涂層與鋼鐵基材結合力好，而且耐腐蝕，能長效持久保護基材；2.涂層的抗剝離性能良好；3.工藝簡便，重現性好，便于大規模的工業化生產。

附圖說明

圖1為實施例1涂層與基體材料的結合力圖片

圖2為實施例1涂層抗剝離性圖片

圖3為實施例2涂層與基體材料的結合力圖片

圖4為實施例2涂層抗剝離性圖片

具體實施方式

實施例1

采用Q235鋼板為基體材料，純度大于99.99％的鋅絲作為噴涂材料。噴涂前先用銅礦砂進行基體表面預處理，充分清除污垢、油漬和粗化表面，為了能夠增加涂層結合強度，然后進行電弧噴涂。

電弧噴涂工藝參數：

送絲速度為2米/分，即擂絲輪20轉/分。

涂層與基體材料的結合力如圖1所示；抗剝離性如圖2所示；耐蝕性采用人工海水浸泡加速腐蝕試驗，室溫浸泡720小時，測得腐蝕速度為0.0176g/m²·h。

實施例2

采用A3鋼板為基體材料，純度大于99.99％的鋅絲作為噴涂材料。噴涂前先用銅礦砂進行基體表面預處理，充分清除污垢、油漬和粗化表面，為了能夠增加涂層結合強度，然后進行電弧噴涂。

電弧噴涂工藝參數：