[發明專利]一種在金屬基體表面噴涂涂層的方法和防腐涂層

在審

• 申請號: 201710352402.1
• 申請日: 2017-05-18
• 公開（公告）號: CN106929794A
• 公開（公告）日: 2017-07-07
• 發明（設計）人: 聶銘;黃豐;梁永純
• 申請（專利權）人: 廣東電網有限責任公司電力科學研究院
• 主分類號: C23C4/134
• 分類號: C23C4/134;C23C4/08;C23C4/02
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司11227
• 代理人: 張春水,唐京橋

技術領域

本發明屬于表面熱噴涂技術領域，具體涉及一種在金屬基體表面噴涂涂層的方法和防腐涂層。

背景技術

金屬的腐蝕是金屬在環境的作用下引起的破壞或變質，由于金屬材料腐蝕造成能源損失、設備損壞和氣液泄漏等現象在電力系統和工業系統等領域中時有發生，不僅造成巨大的經濟損失，而且容易造成巨大的環境污染，危害人民的健康。因此，對金屬防腐技術的研究及其開發是近年來相關技術人員的研究重點。

鋁合金暴露在空氣中其表面容易被氧化形成一層保護膜，一般情況下該保護膜能夠有效地保護鋁合金，防止金屬被進一步腐蝕。然而海洋大氣或者工業大氣等惡劣大氣環境中，鋁合金由于空氣中存在的電解質常發生電化學腐蝕，表面出現點蝕，嚴重影響材料的使用壽命。因此，為了提高鋁合金壽命，目前出現了各種用于防腐的表面處理方法，其中包括化學轉化、陽極氧化、電鍍等，這些方法方便快捷，成本低，但是存在污染環境的缺陷。近年來出現的熱噴涂技術工藝靈活，適用范圍廣，生產效率高，用于熱噴涂工藝加工的工件受熱少，工件產生的應力變形小，環境污染小。熱噴涂技術用于防腐涂層的制備具有明顯的優勢，比如涂層質量可控、涂層厚度可控、基底沉積面積寬等。

目前的熱噴涂技術的噴涂涂層材料主要是具有強防腐性能的氧化物陶瓷材料。氧化物陶瓷材料具有高強度、抗氧化、耐高溫、高硬度、耐腐蝕等優點，然而該類材料普遍存在韌性低、延展性差，容易產生裂紋，發生脆性脫落等技術缺陷。因此，噴涂涂層材料的選擇在熱噴涂技術中起到了極其關鍵的作用。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種在金屬基體表面噴涂涂層的方法，通過該方法制備得到的涂層具有超強的結合力和耐腐蝕性，韌性好、硬度高，不容易產生裂紋或發生脆性脫落，可有效應用于金屬的防腐用途。

本發明的具體技術方案如下：

本發明提供了一種在金屬基體表面噴涂涂層的方法，為：采用等離子噴涂技術對經過噴砂處理的金屬基體進行噴涂，在所述金屬基體表面制備涂層；

其中，制備所述涂層的噴涂材料為鉭粉。

優選的，所述鉭粉的粒徑為20～200nm，更優選為40～70nm。

優選的，所述噴涂的參數包括：

噴涂功率：15～35kW；

噴涂距離：50～150mm；

主氣流量：50～70L/min；

輔氣流量：10～20L/min；

送粉量：9～18g/min；

噴槍移動速度：350～450mm/s。

更優選的，所述噴涂的參數包括：

噴涂功率：20～24kW；

噴涂距離：80～100mm；

主氣流量：60L/min；

輔氣流量：15L/min；

送粉量：15g/min；

噴槍移動速度：400mm/s。

優選的，所述金屬基體包括鋁合金、鈦合金或鋼鐵。

優選的，在進行噴涂之前還包括：對所述金屬基體的表面進行噴砂處理。

更優選的，所述噴砂處理所采用的砂為300目的氧化鋁。

優選的，在進行噴砂處理之前還包括：對所述金屬基體進行預處理。

更優選的，所述預處理包括：采用600#、1000#或1500#砂紙打磨，然后依次采用乙醇、丙酮和去離子水進行清洗，再進行烘干。

本發明還提供了一種由前述方法制備得到的防腐涂層，所述防腐涂層覆蓋在基體表面；

所述防腐涂層為鉭金屬涂層。

優選的，所述防腐涂層的厚度為80～100μm。

綜上所述，本發明采用鉭粉作為噴涂涂層材料在金屬基體表面進行噴涂制備得到一種性能良好的防腐涂層，該涂層表面均勻致密，具有超強的結合力和耐腐蝕性，其韌性好、硬度高，不容易產生裂紋或發生脆性脫落。經實驗驗證，采用上述方法在鋁合金基體表面制備的涂層厚度為80～100μm，其極化電流是8.23×10^-6A/cm²，極化電壓是-0.6725V，而且在濃硝酸中37℃恒溫浸泡24小時之后，涂層沒有出現腐蝕，表明該涂層具有超強的結合力和耐蝕性。與現有技術相比，本發明具有以下優點及有益效果：

1)本發明采用等離子噴涂技術將納米級的鉭粉作為涂層噴涂材料融化噴涂于鋁合金基體表面制備涂層，噴涂前無需配料，簡化了生產工序；同時，鉭的硬度低，熔點高，具有良好的延展性，韌性強，可以拉成薄膜，由此得到的涂層具有超強的結合力和優良的耐蝕性能，其致密性高，韌性好，不容易產生裂紋或發生脆性脫落；