金属表面涂层处理-电磁加热辊.doc

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1、涂层制备 要得到质量优良的涂层，其制备过程并不仅限于喷涂工艺参数的优化与控制，还涉及到工况条件分析、基体材料选择、基体预处理、粘结材料选择、喷涂材料选择、喷涂设备选择、涂层性能检测及现场考核等环节，其中，每一个环节都会对涂层质量产生重要影响。如前文所述，热喷涂技术包含多种喷涂工艺和众多的喷涂材料，在多种领域均可获得应用，但每一种喷涂材料、每一种喷涂工艺都有其自身的特点与局限性，本文不可能覆盖热喷涂涂层制备的所有领域，下面仅就已在工业领域获得广泛应用的耐蚀涂层、耐磨涂层、可磨耗涂层、热障功能涂层以及当前热喷涂涂层的研究热点梯度功能涂层和纳米涂层的制备技术进行简要介绍。 一

2、、耐蚀涂层 热喷涂涂层技术可以作为在腐蚀环境下工作的机器零部件的防护技术，但由于零部件所处的腐蚀环境千变万化，包括干燥大气、海洋大气、城市大气、工业大气、土壤环境、淡水环境、海水环境、腐蚀性气体、腐蚀性液体等，在不同的腐蚀环境中需要选择最合适的热喷涂工艺和涂层材料来满足其防护要求。其中，采用电弧喷涂技术制备Al、Zn及其合金防腐涂层的应用最为广泛，特别是防止铁和钢在空气、淡水或盐水中的腐蚀非常有效，已在钢架结构、桥梁、输电塔、海洋工程、煤矿井筒、罐体内壁、船体、热电厂锅炉“四管”等方面获得成功应用。目前，电弧喷涂技术是国内发展最快、普及程度最高的热喷涂技术之一。 1．电

3、弧喷涂Al及其合金的参数设置采用美国Praxair公司生产的BP400型电弧喷涂设备喷涂Al及其合金的基本参数设置如表所示。BP400电弧喷涂Al及其合金的参数设置电压（V）电流（A）喷涂效率（磅/小时） 100628-3224013 36019电压（V）电流（A）喷涂效率（磅/小时） 1002422-2624050 360732．电弧喷涂Zn及其合金的参数设置采用美国Praxair公司生产的BP400型电弧喷涂设备喷涂Zn及其合金的基本参数设置如表所示。 BP400电弧喷涂Zn及其合金的参数设置喷涂Zn涂层具有耐酸性较弱，适用于pH为6-12范围内的环境，如果工件处于

4、酸性条件，选择铝涂层耐蚀性能更好。 在喷涂Zn涂层时，需要注意的是，锌烟雾是有毒的，一定要保证有良好的通风条件，同时要特别注意呼吸系统的防护。 3．耐蚀涂层封孔处理 由于热喷涂涂层总具有一定的孔隙，孔隙率形态、大小及其分布状况随热喷涂工艺及喷涂材料的不同而存在差别，其分布可从小于1%到大于15%不等，这些孔隙可能互相联接，且从涂层表面到基体均具有孔隙特性，但是，当涂层厚度满足一定要求时，孔隙不会贯穿整个涂层而侵蚀到基体。为了防止或阻止在涂层/基体界面处发生的腐蚀，并延长涂层的使用寿命，常对耐蚀涂层进行封孔处理，以填充这种孔隙。 作为耐蚀涂层封孔处理的材料，应具有以下特性

5、： （1）足够的渗透性； （2）耐化学或溶剂作用； （3）一定的机械性能； （4）一定的耐温性； （5）不影响涂层或基体的性能； （6）使用安全。 实际操作时，在热喷涂之后，涂层应首先采用蚀洗涂料（通常用磷酸）进行封孔前预处理，在表面形成一层复合磷酸盐薄膜，该薄膜有助于封孔剂的粘结。 试验结果表明，在钢铁基体上采用低粘性封孔剂进行封孔处理，可以提高铝、锌涂层的防腐蚀性能。这些封孔剂包括：乙烯树脂、硅酮树脂、酚醛、改进型环氧酚醛和聚胺酯等。 针对不同的环境使用温度，应选择不同的封孔剂，其中，乙烯树脂的最高使用温度为65℃；酚醛树脂的使用温度为150-260℃；用铝做颜料的

6、硅酮树脂封孔剂的使用温度可达480℃，主要用于排气管、消声器等零件的封孔处理；含有铝的煤焦油封孔剂的使用温度可高达870-980℃，主要用于在该温度下工作的铝和镍铬类涂层的封孔处理。石蜡作为封孔剂使用时，不仅能耐海水、淡水及大多数的酸和碱，而且常常用作食品和化学工业机械零件表面涂层的封孔与润滑，以解决存在的污染问题。常用的封孔剂如表所示。 常用封孔剂封孔剂代码说明Praxair-TAFA公司牌号a专有封孔剂P7b蚀洗涂料4526ct煤焦油环氧树脂4538d透明或象牙色Plasite7155 f1-透明Plasite7155 1-象牙色Plasite7155 g1-透明P

7、lasite7155 1-白色Plasite7133 h1份vc+1份Tributyl氧化锡 p油漆 s硅醇酸树脂（260℃）4545sa铝硅树脂（538℃）4503vc乙烯树脂聚合物4550-4556为了保证良好的渗透性，在进行封孔处理前，应对封孔剂进行稀释处理，并采用真空浸渗封孔方法，该法可利用真空环境，将涂层孔隙中的空气抽出，并利用毛细作用将封孔剂引进抽空的涂层孔隙中，从而增强涂层的耐蚀效果。 4．耐蚀涂层的选择 采用电弧喷涂Al、Zn涂层进行防腐处理时，比较简单扼要的涂层选择方案可参见表所示。在表涂层选择一栏中，Al、Zn前面的数