[發明專利]一種耐磨防腐涂層及其制備方法

在審

• 申請號: 202011351774.0
• 申請日: 2020-11-26
• 公開（公告）號: CN112626443A
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發明（設計）人: 徐世霖;馮二彬;馮健;陳松;榮震
• 申請（專利權）人: 中機凱博表面技術江蘇有限公司
• 主分類號: C23C4/129
• 分類號: C23C4/129;C22C19/05;C22C30/02;C23C4/067
• 代理公司: 常州佰業騰飛專利代理事務所(普通合伙) 32231
• 代理人: 馬曉敏

本發明涉及一種耐磨防腐涂層及其制備方法，包括如下步驟：(1)將鎳45％～65％、鉻10％～25％、鉬7％～20％、鎢4％～12％、鈮1％～3％、銅0％～6％、硼0％～1％按配比混合制成合金粉末，待用；(2)將待加工基材清洗并烘干，然后對所述基材的表面進行粗化處理，然后采用超音速火焰噴涂將所述合金粉末噴涂于所述基材的表面，制得耐磨防腐涂層。本發明的涂層顯微維氏硬度值450～800HV300，與基材的結合強度達到80MPa以上，且韌性較好，具有較好的耐各類腐蝕介質的性能以及耐磨性能，能夠保障金屬基材在海洋環境下良好的使用狀態。

技術領域

本發明涉及金屬基材表面改性技術領域，具體涉及一種耐磨防腐涂層及其制備方法。

背景技術

金屬的腐蝕十分普遍，金屬與其所處環境之間的化學或電化學相互作用，受材料的特性和環境特性所支配，在周圍環境介質作用下由金屬元素狀態逐漸轉變成金屬離子或化合物狀態，從而改變金屬的性質。腐蝕不僅造成材料浪費，更嚴重的是造成事故、環境污染及人員傷亡，所以腐蝕、防護研究是沿海工業發展、海洋資源開發和環境保護的基礎學科問題。另外，海洋環境下常見的海洋設備常會面臨因為磨損而造成可靠性降低、壽命減少等問題。

不銹鋼材是最為常見的海洋裝備工程材料。不銹鋼金屬在海洋環境下能夠表現出良好的抗腐蝕性能，主要原因是不銹鋼表面會形成一層致密的鈍化膜，主要是由鐵和鉻等組成的氧化膜。不銹鋼表面鈍化膜的形成是由金屬離子和結合水進行的去質子過程，金屬表面膜的結合水越多，其抗氯離子腐蝕能力越強。而一旦結合水被破壞或者周圍其余離子的取代則會發生鈍化膜破裂，從而發生腐蝕。而磨損產生的原因主要是海洋設備等結構物之間發生相對位移產生的剪切力及發生相對轉動時產生的摩擦應力，而剪切力與摩擦應力的大小是由螺栓、軸承等關鍵零部件之間摩擦系數和相對擰轉程度決定的。

然而在海洋環境下，單純的磨損是不存在的，例如在石油和天然氣工業有關的海水泵送系統中，腐蝕性液體介質以及夾雜固體顆粒的協同作用，導致泵葉輪、軸、套管等部件的腐蝕和磨損，這些部件會因為腐蝕而時磨損加劇。

因此對于不銹鋼等金屬基材需要對其進行表面處理以解決腐蝕及磨損問題。目前常用鍍硬鉻表面處理、防腐涂料的涂覆等方式來提升腐蝕及耐磨性能，但以上兩種方式均會帶來環境污染問題，且生產效率較低。需要開發一種環保且生產效率高的耐磨防腐涂層應用于金屬基材表面以滿足其在海洋環境下的長期使用。

發明內容

為了解決金屬基材的腐蝕及磨損技術問題，而提供一種耐磨防腐涂層及其制備方法。本發明將鎳鉻鉬鎢等粉末作為涂層原材料以超音速噴涂法在金屬基材上制得涂層，本發明方法制得的涂層與基體具有較高的結合拉伸強度，耐磨性及防腐效果優異。

為了達到以上目的，本發明通過以下技術方案實現：

一種耐磨防腐涂層，包括如下重量百分數原材料：鎳45％～65％、鉻10％～25％、鉬7％～20％、鎢4％～12％、鈮1％～3％、銅0％～6％、硼0％～1％；所述涂層采用超音速噴涂法制于金屬基材表面。

進一步地，所述涂層包括如下重量百分數原材料：鎳45％～55％、鉻20％～25％、鉬7％～12％、鎢9％～12％、鈮1％～3％、銅3％～6％、硼0.2％～1％。

進一步地，所述涂層包括如下重量百分數原材料：鎳55％～65％、鉻10％～19％、鉬15％～20％、鎢4％～7％、鈮1％～3％，硼0％～1％。

本發明另一方面提供上述涂層的制備方法，包括如下步驟：

(1)將鎳、鉻、鉬、鎢、鈮、銅、硼按配比混合制成合金粉末，待用；

(2)將待加工基材清洗并烘干，然后對所述基材的表面進行粗化處理，然后采用超音速火焰噴涂將所述合金粉末噴涂于所述基材的表面，制得耐磨防腐涂層。