[發明專利]一種基于冷噴涂的耐腐蝕復合涂層及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202110401265.2
• 申請日: 2021-04-14
• 公開（公告）號: CN113088956B
• 公開（公告）日: 2022-09-20
• 發明（設計）人: 沈耿哲;吳畏;張留艷;劉石;顧志威;揭曉華
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: C23C24/04
• 分類號: C23C24/04
• 代理公司: 廣東廣信君達律師事務所 44329
• 代理人: 彭玉婷

本發明屬于金屬表面處理技術領域，公開了一種基于冷噴涂的耐腐蝕復合涂層及其制備方法和應用，所述耐腐蝕復合涂層為Zn?G/Ni/Al₂O₃涂層/鈍化膜，所述鈍化膜包括Zn₅(OH)₈Cl₂和Zn₄CO₃(OH)₆，該耐腐蝕涂層是將冷噴涂的Zn?G/Ni/Al₂O₃涂層置于NaCl溶液中浸泡進行鈍化處理，在Zn?G/Ni/Al₂O₃涂層表面生成鈍化膜制得。該方法通過低壓冷噴涂制備Zn?G/Ni/Al₂O₃涂層，并進行鈍化處理，實現涂層長期有效的抗腐蝕性，提高了鋅基涂層的陰極保護效率，快速形成致密腐蝕產物保護層。該涂層能夠適應于多種金屬基體表面抗腐蝕，可應用在金屬表面處理領域中。

技術領域

本發明屬于金屬表面處理技術領域，更具體地，涉及一種基于冷噴涂的耐腐蝕復合涂層及其制備方法和應用。

背景技術

冷噴涂技術是通過低溫氣體加熱加壓產生超音速氣流帶動噴涂粉末在固態下加速至超音速狀態，從而使金屬顆粒撞擊基體發生強烈的塑性變形，沉積到基體表面形成涂層。常用的冷噴涂技術有低壓冷噴涂，它的噴涂壓力為0.5-1Mpa，由于噴涂壓力較低，只適用于沉積塑性較高的涂層，如鋅,鋁，銅等。目前低壓冷噴涂技術被廣泛應用于涂層防腐、增材制造、耐磨涂層等方面。

在耐腐蝕涂層方面，人們通過低壓冷噴涂制備純金屬單質涂層，其中被廣泛應用的有純鋁涂層，純鋁涂層耐腐蝕疲勞強度差，涂層的疲勞壽命較低。防腐過程中，常常發生點蝕現象，繼而引發涂層開裂，使腐蝕介質滲透造成嚴重的局部腐蝕。純鋅涂層，由于鋅具有強的化學活性，在防腐過程中，腐蝕初期由于未生成抗腐蝕介質滲透的“白銹”，鋅涂層的屏蔽效應差，化學活性高，常在初期發生過快的損耗，使腐蝕介質滲透。

由于可沉積的低壓冷噴涂純金屬涂層種類少，沉積純金屬涂層耐腐蝕差，使用的金屬基體有限。亟需設計一種新型的低壓冷噴涂涂層，應用于多種金屬基體表面的抗腐蝕。從抗腐蝕機制出發，設計具有阻擋腐蝕介質滲透的屏障并提供具有高離子電阻率的表面層。鋅基涂層主要是利用犧牲陽極的陰極保護作用來起到防腐作用，常見的制備方法有涂料法、電鍍法、電沉積、熱噴涂等。目前采用低壓冷噴涂法制備的鋅基涂層，主要有鋅鋁、鋅鎳等復合涂層，鋅鋁涂層鋅鋁較小的電位差使得形成耐腐蝕的致密腐蝕產物速度緩慢，同時隨著的鋁表面氧化鋁鈍化膜的破環，常常出現腐蝕介質滲透，物理屏蔽效應減弱的現象；鋅鎳涂層由于表面未經過處理，鋅的化學活性高，鋅鎳涂層損耗過快，使得涂層的使用壽命短，涂層性能不穩定等缺點。為了提高鋅基涂層的陰極保護效率，快速形成致密腐蝕產物保護層，我們提出一種通過低壓冷噴涂制備Zn-G/Ni/Al₂O₃涂層，并進行預先的鈍化處理，實現涂層長期有效的抗腐蝕性。冷噴涂純金屬涂層整體壽命較短，抗腐蝕效果不明顯。在腐蝕后期常出現涂層破損、穿孔、基體直接接觸腐蝕介質等現象。

發明內容

為了解決上述現有技術存在的不足和缺點，本發明的目的在于提供一種基于冷噴涂的耐腐蝕涂層。該涂層適用于多種金屬基體的表面抗腐蝕，為多種金屬基體提供長期有效的耐腐蝕性能保護。

本發明的另一目的在于提供上述方法制得的耐腐蝕涂層的制備方法，該方法通過低壓冷噴涂制備Zn-G/Ni/Al₂O₃涂層，并進行鈍化處理，實現涂層長期有效的抗腐蝕性。該方法可提高鋅基涂層的陰極保護效率，快速形成致密腐蝕產物保護層。

本發明的再一目的在于提供上述耐腐蝕涂層的應用。

本發明的目的通過下述技術方案來實現：