本發(fā)明涉及金屬表面腐蝕與防護(hù)技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種金屬耐磨防腐涂層及其電弧噴涂工藝。
背景技術(shù):
目前國(guó)內(nèi)采用電弧噴涂技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)(橋梁、電視塔、輸變電鐵塔、地下電纜管道、低溫反應(yīng)化工設(shè)備)上應(yīng)用比較成功,通過噴涂Zn、Al等涂層達(dá)到防腐要求,大大延長(zhǎng)鋼構(gòu)件的使用壽命,例如一篇中國(guó)專利,申請(qǐng)?zhí)枮椋?01110119690.9,公開了金屬防腐涂層及其電弧噴涂工藝,金屬防腐涂層包括鋅鋁合金底層、純鋁金屬中層和封閉漆面層,鋅鋁合金底層的厚度為100μm,純鋁金屬中層的厚度為80-100μm,封閉漆面層的厚度為70-90μm;所述的封閉漆為氟碳面漆。鋅鋁合金底層、純鋁金屬中層采用二次霧化電弧噴金屬的方式進(jìn)行噴涂,封閉漆面層采用噴涂的方式進(jìn)行涂敷。但是對(duì)特殊工況下要求高溫(>100℃)環(huán)境下耐腐蝕和耐磨涂層的研究和應(yīng)用依然是一個(gè)難題。在某些復(fù)雜化學(xué)反應(yīng)條件,如生產(chǎn)鈦白粉的工藝中,實(shí)際工況涉及到180-210℃高溫和83-86%濃硫酸,在這樣的環(huán)境下,材料為45#鋼的鈦白粉酸解反應(yīng)器攪拌葉片使用壽命僅為3-5個(gè)月。這樣造成停產(chǎn)維修次數(shù)多,不僅浪費(fèi)大量鋼材,而且嚴(yán)重影響企業(yè)生產(chǎn)效率。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于提供種一種金屬耐磨防腐涂層及其電弧噴涂工藝,本發(fā)明的耐磨防腐金屬涂層耐高溫、耐腐蝕,涂層與基材的結(jié)合強(qiáng)度達(dá)到45MPa以上,大大增加了金屬涂層與基材的附著力,本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面,提供了一種金屬耐磨防腐涂層,其特征在于:所述涂層是通過電弧噴涂方式將涂層絲材噴涂在基材表面,涂層的厚度為0.5~0.8mm,涂層絲材在基材表面噴涂結(jié)束后,再在涂層表面涂刷一層封孔劑,所述涂層由以下質(zhì)量百分比的涂層絲材混合而成:20%~35%的TiAl3、10%~20%的Cr3C2、5%~15%的WC、5%~10%的V、5%~15%的Mo、2%~8%的Nb、10%~20%的Al、余量為Fe,所述封孔劑由甲基丙烯酸甲酯和固化劑組成。
優(yōu)選的,所述涂層由以下質(zhì)量百分比的涂層絲材混合而成:25%~30%的TiAl3、15%~18%的Cr3C2、8%~12%的WC、8%~10%的V、8%~10%的Mo、4%~6%的Nb、12%~18%的Al、余量為Fe,所述封孔劑由甲基丙烯酸甲酯和固化劑的質(zhì)量百分比為1:1至3:1;所述涂層絲材中的TiAl3、Cr3C2、WC、V、Mo、Nb、Al、Fe的粒徑小于50μm。
優(yōu)選的,所述固化劑由質(zhì)量比為1:1至1:2的十二烷基丙烯酸酯和三羥甲基丙烷二丙烯酸酯混合而成。
一種金屬耐磨防腐涂層的電弧噴涂工藝,所述電弧噴涂工藝是將涂層絲材噴涂在基材表面,將涂層絲材在基材表面噴涂結(jié)束后,再在涂層表面涂刷一層封孔劑,包括以下步驟:
步驟一:凈化與噴砂粗化處理,采用有機(jī)溶劑去除被涂裝基材表面污漬和油漬,然后對(duì)基材表面進(jìn)行噴砂粗化處理,去除基材表面的銹蝕物,并且使基材表面形成均勻凹凸不平的粗糙表面;
步驟二:電弧噴涂耐磨防腐涂層,采用直徑為2mm的涂層絲材,且通過兩組涂層絲材并用,分別作為直流電源的兩個(gè)電極,在基材表面噴涂一層厚度為0.5~0.8mm的涂層;
步驟三:涂層封孔,噴涂結(jié)束后,再在涂層表面使用甲基丙烯酸甲酯和固化劑對(duì)涂層表面進(jìn)行涂刷封孔,封孔結(jié)束后,在室溫條件下放置24h,再放入50℃的爐中保溫2小時(shí),再以1℃/min速率升溫至120℃保溫1小時(shí),最后隨爐冷至室溫取出,即可獲得噴涂有耐磨防腐涂層的成品。
優(yōu)選的,所述步驟一的有機(jī)溶劑為丙酮、乙醇和汽油的混合溶劑,其中丙酮體積百分比為20%~40%,乙醇體積百分比為40%~60%,余為汽油;所述的丙酮采用分析純,所述的乙醇采用分析純無(wú)水乙醇,所述的汽油采用97#汽油或93#汽油。
優(yōu)選的,在步驟一的噴砂粗化處理中采用壓力式噴砂機(jī),壓縮空氣壓力0.25MPa~0.35MPa,噴砂距離180mm~220mm,噴砂角度450~700,砂料選用16目至24目的SiC。
優(yōu)選的,所述粗糙表面的粗糙度為6μm~10μm。
優(yōu)選的,在步驟二中電弧噴涂耐磨防腐涂層中電弧噴涂的具體工藝參數(shù)為:霧化空氣壓力0.5MPa~0.9MPa,噴涂電流160A,噴涂電壓35V,噴涂距離200mm。
優(yōu)選的,所述電弧噴涂耐磨防腐涂層中電弧噴涂采用的噴槍移動(dòng)速度為0.1m/s~0.15m/s,首次噴涂時(shí),噴槍移動(dòng)速度需達(dá)到0.2m/s,并且采用間歇噴涂的方式噴涂至所要求的涂層厚度。噴涂時(shí),噴槍與基材表面呈垂直狀態(tài)進(jìn)行噴涂,防止出現(xiàn)“遮蔽效應(yīng)”,使涂層結(jié)構(gòu)急劇變化,影響涂層質(zhì)量和涂層的沉積效率;通過控制噴槍移動(dòng)速度來控制基材工件的溫度,使之溫度控制在200℃以內(nèi),使噴涂產(chǎn)生的熱均勻分布在整個(gè)基材工件上,從而不產(chǎn)生局部過熱。
優(yōu)選的,所述步驟一的凈化與噴砂粗化處理還包括對(duì)于被油脂浸透的多孔的被涂裝基材,先加熱至250℃~400℃,然后保溫1小時(shí)~2小時(shí)將孔隙中的油脂加熱揮發(fā),再采用有機(jī)溶劑去除被涂裝基材表面污漬和油漬。
本發(fā)明由于采用了上述技術(shù)方案,本發(fā)明具有如下顯著效果:
在本發(fā)明的電弧噴涂工藝中,經(jīng)過去污凈化處理后基材需要達(dá)到國(guó)標(biāo)GB11373的要求;噴砂粗化主要是為了去除鋼材表面的銹蝕物,并且使鋼材表面形成均勻凹凸不平的粗糙面,以達(dá)到涂層與基材產(chǎn)生良好的機(jī)械結(jié)合;在噴砂粗化處理過程中,基材工件必須保持干燥,在不良的天氣條件下要采取必要的保護(hù)措施。噴砂完成后,要用干燥、清潔的壓縮空氣對(duì)噴砂表面進(jìn)行清理,吹去附著在基材表面的灰塵。如有細(xì)小砂料嵌入在基材上,應(yīng)用潔凈的器具除去,噴砂結(jié)束后及時(shí)進(jìn)行后續(xù)的電弧噴涂作業(yè),工件暴露在空氣中的時(shí)間盡可能縮短,噴砂與電弧噴涂間隔時(shí)間不超過1個(gè)小時(shí)。涂刷封孔劑前先清潔工件表面,以去除灰塵油污,把封孔劑按照甲基丙烯酸甲酯和固化劑相應(yīng)的配比混合攪勻,消除氣泡后手工涂刷。本發(fā)明的耐磨防腐金屬涂層,涂層與基材的結(jié)合強(qiáng)度達(dá)到45MPa以上,大大增加了金屬涂層與基材的附著力;可廣泛用于有高溫作業(yè)要求的鋼結(jié)構(gòu)耐磨防腐領(lǐng)域。
附圖說明
圖1是本發(fā)明的電弧噴涂涂層SEM形貌的示意圖,從圖中可以看出某些顆粒相以及成水泊狀特征;
圖2是本發(fā)明實(shí)施例1的電弧噴涂涂層表面金相組織的示意圖;
圖3是本發(fā)明實(shí)施例1的電弧噴涂涂層的橫截面的金相組織示意圖;
具體實(shí)施方式
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白,以下參照附圖并舉出優(yōu)選實(shí)施例,對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。然而,需要說明的是,說明書中列出的許多細(xì)節(jié)僅僅是為了使讀者對(duì)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)方面有一個(gè)透徹的理解,即便沒有這些特定的細(xì)節(jié)也可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的這些方面。
實(shí)施例1:
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面,該實(shí)施例提供了一種金屬耐磨防腐涂層,所述涂層是通過電弧噴涂方式將涂層絲材噴涂在基材表面,所述涂層的厚度為0.5mm,涂層絲材在基材表面噴涂結(jié)束后,再在涂層表面涂刷一層封孔劑,所述涂層由以下質(zhì)量百分比的涂層絲材混合而成:25%的TiAl3、20%的Cr3C2、15%的WC、10%的V、8%的Mo、4%的Nb、10%的Al、余量為Fe,所述封孔劑由質(zhì)量比為1:1的甲基丙烯酸甲酯和固化劑混合而成,所述固化劑由質(zhì)量比為1:1的十二烷基丙烯酸酯和三羥甲基丙烷二丙烯酸酯混合而成。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面,該實(shí)施例提供了一種金屬耐磨防腐涂層的電弧噴涂工藝,包括以下步驟:
步驟一:凈化與噴砂粗化處理,采用丙酮、乙醇和汽油的混合溶劑去除被涂裝基材表面污漬和油漬,然后對(duì)基材表面進(jìn)行噴砂粗化處理,去除基材表面的銹蝕物,并且使基材表面形成均勻凹凸不平的粗糙表面,所述粗糙表面的粗糙度為6μm;在該實(shí)施例中,其中丙酮體積百分比為20%,乙醇體積百分比為60%,余為汽油;所述的丙酮采用分析純,所述的乙醇采用分析純無(wú)水乙醇,所述的汽油采用97#汽油或93#汽油;所述噴砂粗化處理中采用壓力式噴砂機(jī),壓縮空氣壓力0.25MPa,噴砂距離180mm,噴砂角度450,砂料選用16目的SiC;
步驟二:電弧噴涂耐磨防腐涂層,采用直徑為2mm的涂層絲材,且通過兩組涂層絲材并用,分別作為直流電源的兩個(gè)電極,在基材表面噴涂一層厚度為0.5mm的涂層;在該實(shí)施例中,采用電弧噴涂耐磨防腐涂層時(shí),電弧噴涂的具體工藝參數(shù)為:霧化空氣壓力0.5MPa,噴涂電流160A,噴涂電壓35V,噴涂距離200mm;進(jìn)行電弧噴涂時(shí)采用的噴槍移動(dòng)速度為0.1m/s,首次噴涂時(shí),噴槍移動(dòng)速度需達(dá)到0.2m/s,并且采用間歇噴涂的方式噴涂至所要求的涂層厚度;
步驟三:涂層封孔,噴涂結(jié)束后,再在涂層表面使用甲基丙烯酸甲酯和固化劑對(duì)涂層表面進(jìn)行涂刷封孔,封孔結(jié)束后,在室溫條件下放置24h,再放入50℃的爐中保溫2小時(shí),再以1℃/min速率升溫至120℃保溫1小時(shí),最后隨爐冷至室溫取出,即可獲得噴涂有耐磨防腐涂層的成品。
在該實(shí)施例中,對(duì)于被油脂浸透的多孔的被涂裝基材,在所述步驟一中進(jìn)行凈化與噴砂粗化處理時(shí),先加熱至250℃,然后保溫2小時(shí)將孔隙中的油脂加熱揮發(fā),再采用有機(jī)溶劑去除被涂裝基材表面污漬和油漬。
按照上述規(guī)范經(jīng)電弧噴涂,涂層與基材的結(jié)合強(qiáng)度達(dá)到49MPa,涂層耐磨性好,耐沖刷性好,耐高溫、耐腐蝕。
實(shí)施例2:
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面,該實(shí)施例提供了一種金屬耐磨防腐涂層,所述涂層是通過電弧噴涂方式將涂層絲材噴涂在基材表面,所述涂層的厚度為0.8mm,涂層絲材在基材表面噴涂結(jié)束后,再在涂層表面涂刷一層封孔劑,所述涂層由以下質(zhì)量百分比的涂層絲材混合而成:30%的TiAl3、15%的Cr3C2、15%的WC、10%的V、8%的Mo、4%的Nb、10%的Al、余量為Fe,所述封孔劑由質(zhì)量比為2:1的甲基丙烯酸甲酯和固化劑混合而成,所述固化劑由質(zhì)量比為1:1.5的十二烷基丙烯酸酯和三羥甲基丙烷二丙烯酸酯混合而成。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面,該實(shí)施例提供了一種金屬耐磨防腐涂層的電弧噴涂工藝,包括以下步驟:
步驟一:凈化與噴砂粗化處理,采用丙酮、乙醇和汽油的混合溶劑去除被涂裝基材表面污漬和油漬,然后對(duì)基材表面進(jìn)行噴砂粗化處理,去除基材表面的銹蝕物,并且使基材表面形成均勻凹凸不平的粗糙表面,所述粗糙表面的粗糙度為10μm;在該實(shí)施例中,其中丙酮體積百分比為30%,乙醇體積百分比為50%,余為汽油;所述的丙酮采用分析純,所述的乙醇采用分析純無(wú)水乙醇,所述的汽油采用97#汽油或93#汽油;所述噴砂粗化處理中采用壓力式噴砂機(jī),壓縮空氣壓力0.35MPa,噴砂距離220mm,噴砂角度700,砂料選用24目SiC;
步驟二:電弧噴涂耐磨防腐涂層,采用直徑為2mm的涂層絲材,且通過兩組涂層絲材并用,分別作為直流電源的兩個(gè)電極,在基材表面噴涂一層厚度為0.8mm的涂層;在該實(shí)施例中,采用電弧噴涂耐磨防腐涂層時(shí),電弧噴涂的具體工藝參數(shù)為:霧化空氣壓力0.9MPa,噴涂電流160A,噴涂電壓35V,噴涂距離200mm;進(jìn)行電弧噴涂時(shí)采用的噴槍移動(dòng)速度為0.15m/s,首次噴涂時(shí),噴槍移動(dòng)速度需達(dá)到0.22m/s,并且采用間歇噴涂的方式噴涂至所要求的涂層厚度;
步驟三:涂層封孔,噴涂結(jié)束后,再在涂層表面使用甲基丙烯酸甲酯和固化劑對(duì)涂層表面進(jìn)行涂刷封孔,封孔結(jié)束后,在室溫條件下放置24h,再放入50℃的爐中保溫2小時(shí),再以1℃/min速率升溫至120℃保溫1小時(shí),最后隨爐冷至室溫取出,即可獲得噴涂有耐磨防腐涂層的成品。
在該實(shí)施例中,對(duì)于被油脂浸透的多孔的被涂裝基材,在所述步驟一中進(jìn)行凈化與噴砂粗化處理時(shí),先加熱至300℃,然后保溫1.5小時(shí)將孔隙中的油脂加熱揮發(fā),再采用有機(jī)溶劑去除被涂裝基材表面污漬和油漬。
按照上述規(guī)范經(jīng)電弧噴涂,涂層與基材的結(jié)合強(qiáng)度達(dá)到47MPa,涂層耐磨性好,耐沖刷性好,耐高溫、耐腐蝕。
實(shí)施例3:
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面,該實(shí)施例提供了一種金屬耐磨防腐涂層,所述涂層是通過電弧噴涂方式將涂層絲材噴涂在基材表面,所述涂層的厚度為0.6mm,涂層絲材在基材表面噴涂結(jié)束后,再在涂層表面涂刷一層封孔劑,所述涂層由以下質(zhì)量百分比的涂層絲材混合而成:35%的TiAl3、15%的Cr3C2、8%的WC、8%的V、15%的Mo、6%的Nb、12%的Al、余量為Fe,所述封孔劑由質(zhì)量比為1.5:1的甲基丙烯酸甲酯和固化劑混合而成,所述固化劑由質(zhì)量比為1:2的十二烷基丙烯酸酯和三羥甲基丙烷二丙烯酸酯混合而成。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面,該實(shí)施例提供了一種金屬耐磨防腐涂層的電弧噴涂工藝,包括以下步驟:
步驟一:凈化與噴砂粗化處理,采用丙酮、乙醇和汽油的混合溶劑去除被涂裝基材表面污漬和油漬,然后對(duì)基材表面進(jìn)行噴砂粗化處理,去除基材表面的銹蝕物,并且使基材表面形成均勻凹凸不平的粗糙表面,所述粗糙表面的粗糙度為8μm;在該實(shí)施例中,其中丙酮體積百分比為35%,乙醇體積百分比為60%,余為汽油;所述的丙酮采用分析純,所述的乙醇采用分析純無(wú)水乙醇,所述的汽油采用97#汽油或93#汽油;所述噴砂粗化處理中采用壓力式噴砂機(jī),壓縮空氣壓力0.3MPa,噴砂距離200mm,噴砂角度600,砂料選用10目的SiC;
步驟二:電弧噴涂耐磨防腐涂層,采用直徑為2mm的涂層絲材,且通過兩組涂層絲材并用,分別作為直流電源的兩個(gè)電極,在基材表面噴涂一層厚度為0.6mm的涂層;在該實(shí)施例中,采用電弧噴涂耐磨防腐涂層時(shí),電弧噴涂的具體工藝參數(shù)為:霧化空氣壓力0.6MPa,噴涂電流160A,噴涂電壓35V,噴涂距離200mm;進(jìn)行電弧噴涂時(shí)采用的噴槍移動(dòng)速度為0.13m/s,首次噴涂時(shí),噴槍移動(dòng)速度需達(dá)到0.21m/s,并且采用間歇噴涂的方式噴涂至所要求的涂層厚度;
步驟三:涂層封孔,噴涂結(jié)束后,再在涂層表面使用甲基丙烯酸甲酯和固化劑對(duì)涂層表面進(jìn)行涂刷封孔,封孔結(jié)束后,在室溫條件下放置24h,再放入50℃的爐中保溫2小時(shí),再以1℃/min速率升溫至120℃保溫1小時(shí),最后隨爐冷至室溫取出,即可獲得噴涂有耐磨防腐涂層的成品。
在該實(shí)施例中,對(duì)于被油脂浸透的多孔的被涂裝基材,在所述步驟一中進(jìn)行凈化與噴砂粗化處理時(shí),先加熱至300℃,然后保溫1小時(shí)將孔隙中的油脂加熱揮發(fā),再采用有機(jī)溶劑去除被涂裝基材表面污漬和油漬。
按照上述規(guī)范經(jīng)電弧噴涂,涂層與基材的結(jié)合強(qiáng)度達(dá)到45MPa,涂層耐磨性好,耐沖刷性好,耐高溫、耐腐蝕。
實(shí)施例4:
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面,該實(shí)施例提供了一種金屬耐磨防腐涂層,所述涂層是通過電弧噴涂方式將涂層絲材噴涂在基材表面,所述涂層的厚度為0.7mm,涂層絲材在基材表面噴涂結(jié)束后,再在涂層表面涂刷一層封孔劑,所述涂層由以下質(zhì)量百分比的涂層絲材混合而成:20%的TiAl3、10%的Cr3C2、5%的WC、5%的V、5%的Mo、2%的Nb、20%的Al、余量為Fe,所述封孔劑由質(zhì)量比為1:2.5的甲基丙烯酸甲酯和固化劑混合而成,所述固化劑由質(zhì)量比為1:3的十二烷基丙烯酸酯和三羥甲基丙烷二丙烯酸酯混合而成。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面,該實(shí)施例提供了一種金屬耐磨防腐涂層的電弧噴涂工藝,包括以下步驟:
步驟一:凈化與噴砂粗化處理,采用丙酮、乙醇和汽油的混合溶劑去除被涂裝基材表面污漬和油漬,然后對(duì)基材表面進(jìn)行噴砂粗化處理,去除基材表面的銹蝕物,并且使基材表面形成均勻凹凸不平的粗糙表面,所述粗糙表面的粗糙度為9μm;在該實(shí)施例中,其中丙酮體積百分比為40%,乙醇體積百分比為55%,余為汽油;所述的丙酮采用分析純,所述的乙醇采用分析純無(wú)水乙醇,所述的汽油采用97#汽油或93#汽油;所述噴砂粗化處理中采用壓力式噴砂機(jī),壓縮空氣壓力0.32MPa,噴砂距離210mm,噴砂角度550,砂料選用18目的SiC;
步驟二:電弧噴涂耐磨防腐涂層,采用直徑為2mm的涂層絲材,且通過兩組涂層絲材并用,分別作為直流電源的兩個(gè)電極,在基材表面噴涂一層厚度為0.7mm的涂層;在該實(shí)施例中,采用電弧噴涂耐磨防腐涂層時(shí),電弧噴涂的具體工藝參數(shù)為:霧化空氣壓力0.7MPa,噴涂電流160A,噴涂電壓35V,噴涂距離200mm;進(jìn)行電弧噴涂時(shí)采用的噴槍移動(dòng)速度為0.12m/s,首次噴涂時(shí),噴槍移動(dòng)速度不超過0.25m/s,并且采用間歇噴涂的方式噴涂至所要求的涂層厚度;
步驟三:涂層封孔,噴涂結(jié)束后,再在涂層表面使用甲基丙烯酸甲酯和固化劑對(duì)涂層表面進(jìn)行涂刷封孔,封孔結(jié)束后,在室溫條件下放置24h,再放入50℃的爐中保溫2小時(shí),再以2℃/min速率升溫至120℃保溫1小時(shí),最后隨爐冷至室溫取出,即可獲得噴涂有耐磨防腐涂層的成品。
在該實(shí)施例中,對(duì)于被油脂浸透的多孔的被涂裝基材,在所述步驟一中進(jìn)行凈化與噴砂粗化處理時(shí),先加熱至350℃,然后保溫1小時(shí)將孔隙中的油脂加熱揮發(fā),再采用有機(jī)溶劑去除被涂裝基材表面污漬和油漬。
按照上述規(guī)范經(jīng)電弧噴涂,涂層與基材的結(jié)合強(qiáng)度達(dá)到48MPa,涂層耐磨性好,耐沖刷性好,耐高溫、耐腐蝕。
實(shí)施例5:
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面,該實(shí)施例提供了一種金屬耐磨防腐涂層,所述涂層是通過電弧噴涂方式將涂層絲材噴涂在基材表面,所述涂層的厚度為0.6mm,涂層絲材在基材表面噴涂結(jié)束后,再在涂層表面涂刷一層封孔劑,所述涂層由以下質(zhì)量百分比的涂層絲材混合而成:28%的TiAl3、18%的Cr3C2、12%的WC、5%的V、10%的Mo、8%的Nb、18%的Al、余量為Fe,所述封孔劑由質(zhì)量比為1:3的甲基丙烯酸甲酯和固化劑混合而成,所述固化劑由質(zhì)量比為1:2.5的十二烷基丙烯酸酯和三羥甲基丙烷二丙烯酸酯混合而成。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面,該實(shí)施例提供了一種金屬耐磨防腐涂層的電弧噴涂工藝,包括以下步驟:
步驟一:凈化與噴砂粗化處理,采用丙酮、乙醇和汽油的混合溶劑去除被涂裝基材表面污漬和油漬,然后對(duì)基材表面進(jìn)行噴砂粗化處理,去除基材表面的銹蝕物,并且使基材表面形成均勻凹凸不平的粗糙表面,所述粗糙表面的粗糙度為7μm;在該實(shí)施例中,其中丙酮體積百分比為25%,乙醇體積百分比為40%,余為汽油;所述的丙酮采用分析純,所述的乙醇采用分析純無(wú)水乙醇,所述的汽油采用97#汽油或93#汽油;所述噴砂粗化處理中采用壓力式噴砂機(jī),壓縮空氣壓力0.28MPa,噴砂距離190mm,噴砂角度650,砂料選用20目的SiC;
步驟二:電弧噴涂耐磨防腐涂層,采用直徑為2mm的涂層絲材,且通過兩組涂層絲材并用,分別作為直流電源的兩個(gè)電極,在基材表面噴涂一層厚度為0.6mm的涂層;在該實(shí)施例中,采用電弧噴涂耐磨防腐涂層時(shí),電弧噴涂的具體工藝參數(shù)為:霧化空氣壓力0.8MPa,噴涂電流160A,噴涂電壓35V,噴涂距離200mm;進(jìn)行電弧噴涂時(shí)采用的噴槍移動(dòng)速度為0.13m/s,首次噴涂時(shí),噴槍移動(dòng)速度需達(dá)到0.2m/s,并且采用間歇噴涂的方式噴涂至所要求的涂層厚度;
步驟三:涂層封孔,噴涂結(jié)束后,再在涂層表面使用甲基丙烯酸甲酯和固化劑對(duì)涂層表面進(jìn)行涂刷封孔,封孔結(jié)束后,在室溫條件下放置24h,再放入50℃的爐中保溫2小時(shí),再以1.5℃/min速率升溫至120℃保溫1小時(shí),最后隨爐冷至室溫取出,即可獲得噴涂有耐磨防腐涂層的成品。
在該實(shí)施例中,對(duì)于被油脂浸透的多孔的被涂裝基材,在所述步驟一中進(jìn)行凈化與噴砂粗化處理時(shí),先加熱至250℃,然后保溫2小時(shí)將孔隙中的油脂加熱揮發(fā),再采用有機(jī)溶劑去除被涂裝基材表面污漬和油漬。
按照上述規(guī)范經(jīng)電弧噴涂,涂層與基材的結(jié)合強(qiáng)度達(dá)到46MPa,涂層耐磨性好,耐沖刷性好,耐高溫、耐腐蝕。
實(shí)施例6:
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面,該實(shí)施例提供了一種金屬耐磨防腐涂層,所述涂層是通過電弧噴涂方式將涂層絲材噴涂在基材表面,所述涂層的厚度為0.5~0.8mm,涂層絲材在基材表面噴涂結(jié)束后,再在涂層表面涂刷一層封孔劑,所述涂層由以下質(zhì)量百分比的涂層絲材混合而成:30%的TiAl3、10%的Cr3C2、12%的WC、10%的V、5%的Mo、8%的Nb、10%的Al、余量為Fe,所述封孔劑由質(zhì)量比為1:1的甲基丙烯酸甲酯和固化劑混合而成,所述固化劑由質(zhì)量比為1:1.5的十二烷基丙烯酸酯和三羥甲基丙烷二丙烯酸酯混合而成。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面,該實(shí)施例提供了一種金屬耐磨防腐涂層的電弧噴涂工藝,包括以下步驟:
步驟一:凈化與噴砂粗化處理,采用丙酮、乙醇和汽油的混合溶劑去除被涂裝基材表面污漬和油漬,然后對(duì)基材表面進(jìn)行噴砂粗化處理,去除基材表面的銹蝕物,并且使基材表面形成均勻凹凸不平的粗糙表面,所述粗糙表面的粗糙度為8μm;在該實(shí)施例中,其中丙酮體積百分比為35%,乙醇體積百分比為55%,余為汽油;所述的丙酮采用分析純,所述的乙醇采用分析純無(wú)水乙醇,所述的汽油采用97#汽油或93#汽油;所述噴砂粗化處理中采用壓力式噴砂機(jī),壓縮空氣壓力0.3MPa,噴砂距離200mm,噴砂角度460,砂料選用20目的SiC;
步驟二:電弧噴涂耐磨防腐涂層,采用直徑為2mm的涂層絲材,且通過兩組涂層絲材并用,分別作為直流電源的兩個(gè)電極,在基材表面噴涂一層厚度為0.6mm的涂層;在該實(shí)施例中,采用電弧噴涂耐磨防腐涂層時(shí),電弧噴涂的具體工藝參數(shù)為:霧化空氣壓力0.7MPa,噴涂電流160A,噴涂電壓35V,噴涂距離200mm;進(jìn)行電弧噴涂時(shí)采用的噴槍移動(dòng)速度為0.12m/s,首次噴涂時(shí),噴槍移動(dòng)速度需達(dá)到0.2m/s,并且采用間歇噴涂的方式噴涂至所要求的涂層厚度;
步驟三:涂層封孔,噴涂結(jié)束后,再在涂層表面使用甲基丙烯酸甲酯和固化劑對(duì)涂層表面進(jìn)行涂刷封孔,封孔結(jié)束后,在室溫條件下放置24h,再放入50℃的爐中保溫2小時(shí),再以1℃/min速率升溫至120℃保溫1小時(shí),最后隨爐冷至室溫取出,即可獲得噴涂有耐磨防腐涂層的成品。
在該實(shí)施例中,對(duì)于被油脂浸透的多孔的被涂裝基材,在所述步驟一中進(jìn)行凈化與噴砂粗化處理時(shí),先加熱至400℃,然后保溫1小時(shí)將孔隙中的油脂加熱揮發(fā),再采用有機(jī)溶劑去除被涂裝基材表面污漬和油漬。
按照上述規(guī)范經(jīng)電弧噴涂,涂層與基材的結(jié)合強(qiáng)度達(dá)到47MPa,涂層耐磨性好,耐沖刷性好,耐高溫、耐腐蝕。
對(duì)本發(fā)明實(shí)施例1所制備得到的金屬耐磨防腐涂層進(jìn)行掃描電鏡分析,圖1是電弧噴涂涂層SEM形貌,圖1從中可以看出某些顆粒相以及成水泊狀特征:顆粒相為高溫下不熔化的TiAl3、Cr3C2和WC;金屬粉芯材料在電弧噴涂過程中熔化,噴射到基材上,呈成水泊狀,圖1中顯示陶瓷相能很好地與金屬相熔合。圖2為電弧噴涂涂層表面金相組織,采用本發(fā)明的封孔工藝可以形成透明的封孔區(qū),圖2中深色部分為涂層的孔隙,可以很好地達(dá)到封孔效果,保證噴涂涂層的防腐目的。圖3為電弧噴涂涂層的橫截面的金相組織,從圖3可以看出涂層與基體機(jī)械咬合緊密,結(jié)合較好。同時(shí)還可對(duì)實(shí)施例2~6制備得到的金屬耐磨防腐涂層進(jìn)行掃描電鏡分析,可得到相似的電弧噴涂涂層SEM形貌圖,本發(fā)明的耐磨防腐涂層能耐高溫、耐腐蝕,結(jié)合強(qiáng)度高。
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式,應(yīng)當(dāng)指出,對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說,在不脫離本發(fā)明原理的前提下,還可以作出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾,這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。