一种在基材上喷涂锌铝合金形成防腐层的方法技术

本发明专利技术涉及在基材上喷涂锌铝合金形成防腐层的方法，首先制备锌铝合金材料：将设定比例的锌和铝坯料进行熔炼；将熔炼得到的金属液体倒入模具中，进行铸锭；对得到的铸锭进行热处理，使其组织成分均匀化；将经过热处理的铸锭通过热挤压的方法挤压成线材粗坯；对线材粗坯进行反复结晶处理，消除材料的微观组织缺陷并使组织均匀，并进行热挤压成材；最后进行退火处理，得到热喷涂用锌铝合金防腐材料；将得到的锌铝合金材料喷涂到基体上，形成防腐层，并对防腐层进行封闭处理。与现有技术相比，本发明专利技术中锌铝合金具有原材料成本较低、制备工艺简单、抗腐蚀性能好等优点，因而通过热喷涂的方法形成的防腐层有效减缓了腐蚀。

【技术实现步骤摘要】
一种在基材上喷涂锌铝合金形成防腐层的方法
本专利技术涉及一种防腐材料的喷涂方法，尤其是涉及一种在基材上喷涂锌铝合金形成防腐层的方法。
技术介绍
随着现代化工业的发展，各个工业部门越来越多的要求机械设备能在高参数(如高温、高压、高速、高度自动化)和恶劣的工况条件下(如严重的磨损和腐蚀等)长期稳定运转，因此，就需要提高材料表面的耐腐蚀性、耐磨性及耐热性等性能。用高级合金材料制造整体设备及零件以达到表面防护和表面强化的目的，显然是很不经济的，有时甚至是不可能的，所以，研究和发展材料的表面处理技术就具有重大意义。热喷涂技术作为一种新的表面防护和表面强化工艺，在近十多年的时间里得到了高速发展，热喷涂技术由早期制备一般的防护性涂层发展到制备各种功能性涂层，由产品的维修发展到大批量的产品制造，由单一涂层发展到包括产品失效分析、表面预处理、喷涂材料和设备的选择、涂层系统设计和涂层后加上在内的热喷涂系统工程，而且这种转变是由使用条件最苛刻和要求最严格的宇航工业开始，迅速向民用工业部门扩展开来。随着锌铝合金在热浸镀中的应用，热喷涂锌铝合金也在国外开始研制并逐步开始应用。与纯锌和纯铝喷涂材料相比，其耐蚀性和涂层的表面性能有了很大的提高，而涂层厚度只需原来的一半甚至连一半都不到，其经济效益十分显著。目前，国外(主要是美国、英国、加拿大、墨西哥等国)在热喷涂锌铝合金工业应用方面的大大领先我国。目前已研制出ZnAl15的锌铝合金丝并已开始大规模的应用。同时，正在研制高铝含量(含铝20％-40％)的锌铝合金丝。在理论研究方面，尽管作了大量的探讨工作，但对热喷涂时结合的机理方面尚未有定论，只处于假设阶段。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种在基材上喷涂锌铝合金形成防腐层的方法。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种在基材上喷涂锌铝合金形成防腐层的方法，包括以下步骤：第一步：制备锌铝合金材料：(1)将重量比为(15～40)：(85～60)的锌和铝坯料进行熔炼；(2)将熔炼得到的金属液体倒入模具中，进行铸锭；(3)对得到的铸锭进行热处理，使其组织成分均匀化，进行热处理的条件为：在334℃至380℃范围内固溶强化3到10小时，然后水淬后，在100至180℃条件下时效1.5到8小时；(4)将经过热处理的铸锭通过热挤压的方法挤压成线材粗坯，热挤压时，热挤压温度为380～420℃，速度为15～30m/min；(5)对线材粗坯进行反复结晶处理，消除材料的微观组织缺陷并使组织均匀，并进行热挤压成材，反复结晶处理的具体方法为：将线材粗坯加热到700℃，保温一个小时，然后进行淬火处理，再在275℃到382℃范围内进行固溶处理，将以上过程反复进行5到10次；(6)最后进行退火处理，将合金材料加热到280到310℃保温0.5到2小时，进行退火处理，得到热喷涂用锌铝合金防腐材料；第二步：将得到的锌铝合金材料喷涂到基体上，形成防腐层：(1)对基体表面进行除油、喷砂处理，对基体表面进行喷砂达到Sa3级，即去除基体表面所有的氧化皮，基体呈现均匀的本体色。喷砂所使用的砂料也有很多的选择：如刚玉砂、矿渣砂、钢砂等。优选刚玉砂，喷砂压力在0.6-0.7Mpa，砂料尺寸在0.5-1.5mm；(2)将锌铝合金材料热喷涂到基体表面，堆积形成防腐层，进行热喷涂方法为：通过火焰或电弧将锌铝合金材料融化，通过压缩空气将融化后的金属液雾化并喷射到基体表面，堆积形成涂层。通过火焰喷涂的工艺条件为：丙烷：0.13-0.15Mpa；氧气：0.5-0.6Mpa；空气：0.5-0.6Mpa；送丝速度：12-13转；喷涂距离：150-180mm；喷涂角度：90°±10°；通过电弧喷涂的工艺条件为：电压值：22-32伏；电流值：140-220安；喷涂距离：150-180mm；喷涂角度：90°±10°；(3)对防腐层进行封闭处理。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点及有益效果：(1)锌铝合金具有原材料成本较低、制备工艺简单、抗腐蚀性能好等优点，因而通过热喷涂的方法形成的防腐层有效减缓了腐蚀。(2)制备锌铝合金时，进行热处理时，能够使得锌铝合金组织成分均匀，而普通热挤压得到的材料微观组织往往是不均匀的，可能带有大量缺陷。因此通过对线材粗坯进行再结晶处理，从而消除缺陷并使组织均匀。(3)大多数情况下，锌铝合金往往是通过铸造的方法获得的。而铸造所得到的组织往往会有组织粗大，带有缩松、松孔等缺陷。而采用本专利技术制备的方法得到的锌铝合金有效的避免了上述问题。且采用热喷涂工艺时，制备得到的防腐层具有良好的耐腐蚀性能，尤其是应用在风力发电当中，合金应用量大，如果产生缺陷就会造成极大的经济损失。附图说明图1为本专利技术的工艺流程图；图2为TJPTZA1#试样的腐蚀曲线图；图3为TJPTZA2#试样的腐蚀曲线图；图4为TJPTZA3#试样的腐蚀曲线图；图5为TJPTZA4#试样的腐蚀曲线图；图6为A1试样的腐蚀曲线图；图7为Zn试样的腐蚀曲线图；图8为六种试样失重量平均值的对比示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。实施例1一种在基材上喷涂锌铝合金形成防腐层的方法，工艺流程如图1所以，包括以下步骤：第一步：制备锌铝合金材料：(1)将设定比例的锌和铝坯料进行熔炼，其中锌与铝重量比分别为20∶80、40∶60、60∶40、80∶20，锌的成分应为特1号；铝的成分应为A00号；(2)将熔炼得到的金属液体倒入模具中，进行铸锭；(3)对得到的铸锭进行热处理，使其组织成分均匀化，进行热处理的条件为：在334℃下固溶强化10小时，然后水淬后，在100℃条件下时效8小时；(4)将经过热处理的铸锭通过热挤压的方法挤压成线材粗坯，热挤压时，热挤压温度为380℃，速度为15m/min；(5)对线材粗坯进行反复结晶处理，消除材料的微观组织缺陷并使组织均匀，并进行热挤压成材，反复结晶处理的具体方法为：将线材粗坯加热到700℃，保温一个小时，然后进行淬火处理，再在275℃下进行固溶处理，将以上过程反复进行5次；(6)最后进行退火处理，将合金材料加热到280℃保温2小时，进行退火处理，得到热喷涂用锌铝合金防腐材料，即TJPTZA系列合金丝，TJPTZA1#合金丝成分中锌与铝重量比分别为20∶80，TJPTZA2#金丝成分中锌与铝重量比分别为40∶60，TJPTZA3#金丝成分中锌与铝重量比分别为60∶40，TJPTZA4#金丝成分中锌与铝重量比分别为80∶20。第二步：将得到的锌铝合金材料分别喷涂到基体上，形成防腐层：(1)对基体表面进行除油、喷砂处理，对基体表面进行喷砂达到Sa3级，即去除基体表面所有的氧化皮，基体呈现均匀的本体色。喷砂所使用的砂料也有很多的选择：如刚玉砂、矿渣砂、钢砂等。优选刚玉砂，喷砂压力在0.6Mpa，砂料尺寸在0.5-1.5mm；(2)将锌铝合金材料热喷涂到基体表面，堆积形成防腐层，进行热喷涂方法为：通过火焰将锌铝合金材料融化，通过压缩空气将融化后的金属液雾化并喷射到基体表面，堆积形成涂层。(3)对防腐层进行封闭处理，进行封闭处理一般使用的封闭剂为液体类涂料。可使用刷涂、滚涂、空气喷涂、无气喷涂等方式，可参考资料ISO12944。本实施例中，基体为60×4本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在基材上喷涂锌铝合金形成防腐层的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：第一步：制备锌铝合金材料：(1)将重量比为(15～40)：(85～60)的锌和铝坯料进行熔炼；(2)将熔炼得到的金属液体倒入模具中，进行铸锭；(3)对得到的铸锭进行热处理，使其组织成分均匀化；(4)将经过热处理的铸锭通过热挤压的方法挤压成线材粗坯；(5)对线材粗坯进行反复结晶处理，消除材料的微观组织缺陷并使组织均匀，并进行热挤压成材；(6)最后进行退火处理，得到热喷涂用锌铝合金防腐材料；第二步：将得到的锌铝合金材料喷涂到基体上，形成防腐层：(1)对基体表面进行除油、喷砂处理；(2)将锌铝合金材料热喷涂到基体表面，堆积形成防腐层；(3)对防腐层进行封闭处理。

【技术特征摘要】
1.一种在基材上喷涂锌铝合金形成防腐层的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：第一步：制备锌铝合金材料：(1)将重量比为40:60、60:40或80:20的锌和铝坯料进行熔炼；(2)将熔炼得到的金属液体倒入模具中，进行铸锭；(3)对得到的铸锭进行热处理，使其组织成分均匀化；(4)将经过热处理的铸锭通过热挤压的方法挤压成线材粗坯；(5)对线材粗坯进行反复结晶处理，消除材料的微观组织缺陷并使组织均匀，并进行热挤压成材；(6)最后进行退火处理，得到热喷涂用锌铝合金防腐材料；第二步：将得到的锌铝合金材料喷涂到基体上，形成防腐层：(1)对基体表面进行除油、喷砂处理；(2)将锌铝合金材料热喷涂到基体表面，堆积形成防腐层；(3)对防腐层进行封闭处理；进行热处理的条件为：在334℃至380℃范围内固溶强化3到10小时，然后水淬后，在100至180℃条件下时效1.5到8小时；进行反复结晶处理的具体方法为：将线材粗坯加热到700℃，保温一个小时，然后进行淬火处理，再在275℃到382℃范围内进行固溶处理，将以上过程反复进行5到10次。2.根据权利要求1所述的一种在基材上喷涂锌...

【专利技术属性】
技术研发人员：严彪，张晴，严鹏飞，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：上海;31