本发明专利技术提供一种在盐水环境等下发挥高于现有技术的防腐蚀性能的耐腐蚀性涂层及其形成方法、形成装置。在本发明专利技术中，a)使用热喷涂枪，所述热喷涂枪朝向基材喷射包含熔融的材料粒子的火焰，并且具有在该喷射路径的上游侧(即使得材料粒子熔融的)区域将火焰和外界气体隔开的功能，同时，具有在下游侧区域(与所述上游侧区域接续的部分)在所述材料粒子以及火焰达到基材之前利用喷流气体或者喷流雾进行强制冷却的功能，b)通过将含有铝的耐腐蚀性合金材料作为所述材料粒子，在基材表面上形成耐腐蚀性合金涂层。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及覆盖构造物等的表面的热喷涂涂层和其形成方法、形成装置，特别地，用于提供一种对于海水或盐分等的耐腐蚀性优异的热喷涂涂层。
技术介绍
已知构筑在海洋气象区域的钢构造物由于海水或海盐粒子的腐蚀而产生显著损耗。因此，设法在这些钢构造物上实施一些防腐蚀表面处理来抑制腐蚀。作为代表性的方法，有涂装处理、热浸镀锌处理、热浸镀铝处理。在其它的方法中，也有通过热喷涂法来形成示出电气化学性低的电位的锌或铝或者其合金类的热喷涂涂层的方法。但是，利用对钢构造物实施的锌或铝等金属热喷涂涂层的现有的防腐蚀技术，虽然起到了某种程度的防腐蚀作用，但由于是通过牺牲阳极作用来保护钢构造物，因此需要定期进行再次热喷涂(参照下述的专利文献1、2)。因此，近年来大多热喷涂与锌或铝相比能够赋予盐水环境中的良好的特性的耐腐蚀性合金，例如铝-镁合金。但是，在热喷涂涂层的情况下，由于为多孔质，因此，存在容易受盐害的影响，并且钢构造物的腐蚀损耗速度大的问题。进一步，在一般的热喷涂涂层中，就热喷涂材料而言，其微粒子在热喷涂气流中飞行时被扁平化，从而呈层叠在基材上的构造，同时，每一个微粒子在被加热、熔融时被热喷涂气氛中的空气氧化，因此，成为在其表面必然生成氧化膜，并且由于该氧化膜的存在而生成微小的空隙的原因，该空隙成为海水等水溶液的内部进入路径。基于这样的原因，先前以来，即使是利用铝-镁热喷涂的防腐蚀方法，在海岸部这样的严酷的盐水环境的场所，涂层的耐用年数也不过是数十年左右。考虑到今后伴随日本的人口减少而进行的城市基础设施建设，强烈希望保持更久，例如百年左右。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2001-247953号公报专利文献2：日本特开平10-1766号公报
技术实现思路
(专利技术要解决的技术问题)在使用普通的火焰式热喷涂枪热喷涂铝-镁的情况下，由于冷却速度不充分，因此，所形成的涂层中的铝-镁组织的结晶粒径大至数十μm，容易以结晶晶界为基点扩大腐蚀。另外，在使用普通的火焰式热喷涂枪进行热喷涂的情况下，由于镁在火焰中易于被氧化，因此，存在铝-镁热喷涂涂层中的镁浓度下降，不能发挥规定的防腐蚀性的情况。也存在镁浓度的减小使铝-镁合金涂层的强度降低，从而使耐损伤性恶化的情况。由于铝热喷涂涂层与锌相比牺牲防腐蚀作用较逊色，因此在热喷涂时产生微小的裂纹，因此，有在早期产生部分红锈而有损外观以及性能的缺点。另外，使用普通的火焰式热喷涂枪进行热喷涂时的氧化所形成的镁氧化物或者铝氧化物使防腐蚀性降低。本专利技术为了解决上述的问题而完成，其提供一种在盐水环境等中发挥高于现有技术的防腐蚀性能的耐腐蚀性涂层及其形成方法、形成装置。(解决技术问题的技术方案)本专利技术的耐腐蚀性热喷涂涂层的形成方法，其特征在于，使用热喷涂枪，所述热喷涂枪朝向基材喷射包含熔融的材料粒子的火焰，并且具有在该喷射路径的上游侧区域(即使得材料粒子熔融的区域)将火焰和外界气体隔开的功能，同时，具有在下游侧区域(与所述上游侧区域接续的前方的部分)在上述材料粒子以及火焰达到基材之前利用喷流气体或者喷流雾进行强制冷却的功能，通过将含有铝的耐腐蚀性合金(和同等的成分比率的)材料作为上述材料粒子，由此在基材表面上形成耐腐蚀性合金涂层。也存在如下情况：可以根据基材或者材料的种类等在通过上述热喷涂枪开始热喷涂之前对基材进行预热。根据上述的形成方法，能够在基材表面上形成防腐蚀性能优异的热喷涂涂层，从而能够充分地保护基材。原因在于，a)在朝向基材喷射包括熔融的材料粒子的火焰的喷射路径的上游侧区域、即使得材料粒子熔融的区域，由于将火焰和外界气体隔开，因此，熔融的上述材料粒子难以氧化，因此，热喷涂涂层的防腐蚀性不会降低，并且也不会出现裂纹或者在早期产生局部红锈。随之，能够减少热喷涂涂层特有的气孔(空孔)，并且能够有效地阻止成为腐蚀介质的海水等进入内部。b)在下游侧区域，在上述材料粒子以及火焰达到基材之前，通过喷流气体或者喷流雾强制冷却上述材料粒子以及火焰，由此，能够以每秒100万℃左右或者更高的极高速度对材料粒子进行冷却。因此，能够使含有铝的耐腐蚀性合金为显微组织(结晶粒径为10μm以下的组织)，并且能够赋予该耐腐蚀性合金涂层以极高的耐腐蚀性。此外，以含有铝的材料为素材的理由在于，铝与钢相比为贱金属并且能够期待优异的防腐蚀性、铝为自然存在并且无害的材料、并且铝与钢相比轻量。也可以通过上述方法在由铝或者铝合金制成的基材的表面上形成耐腐蚀性热喷涂涂层。上述的耐腐蚀性热喷涂涂层的形成方法能够应用于桥梁或者以塔槽等钢构造物为基材的表面，也能够使用于由铝或者铝合金等制成的基材的表面。原因在于，如上所述，通过喷流气体或者喷流雾从材料粒子以及火焰到达基材之前开始对于材料粒子以及火焰进行冷却，由此，成为热喷涂对象的基材的表面温度不会上升至基材熔融的程度。这样，通过在铝或者铝合金制的基材表面形成上述涂层，能够适当地覆盖并保护铝或者铝合金制的基材。在将火焰和外界气体隔开的上述上游侧区域，也可以使供应至火焰的氧气的量比完全燃烧所需要的氧气量少。这样的话，进一步有效地防止了熔融的上述材料粒子的氧化，并且能够更加提高热喷涂涂层的防腐蚀性能。作为上述的耐腐蚀性合金材料，优选使用以下的任意一种：含有0.3～15质量％的镁，并且剩余部分由铝构成的材料；含有镁、硅、锰、钛、铜以及铝的材料。如果使用含有铝的同时也含有镁的素材的话，由于能够提高表面硬度，而且镁与普通使用的锌相比为贱金属，因此，由于以钢为基材时的钢的电位差而牺牲防腐蚀效果大，因此，由于含有镁而能够得到所谓的能够生成细密的保护涂层的效果。此外，根据本专利技术的形成方法和形成装置(后述)，能够热喷涂不含有铝的上述以外的材料，由此，能够在基材上形成具有显微组织并且耐腐蚀性能等优异的各种金属涂层。含有铝的上述的耐腐蚀性合金材料可以以粉末(按照元素分类的混合物或者合金粉末)或者线条(作为合金而一体形成)的状态供应至上述热喷涂枪。特别地，如果以线条的状态供应的话，在涂层的原料成本方面和现场作业方面是有利的，除此之外，在材料的处理容易这一点上也是有利的。本专利技术的耐腐蚀性热喷涂涂层的形成装置，为用于在基材表面上形成含有铝的耐腐蚀性合金涂层的热喷涂装置，其特征在于包括热喷涂枪，上述热喷涂枪朝向基材喷射包含熔融的材料粒子的火焰，并且具有在该喷射路径的上游侧区域将火焰和外界气体隔开的功能，同时，具有在下游侧区域在上述材料粒子以及火焰达到基材之前利用喷流气体或者喷流雾进行强制冷却的功能。根据这样的形成装置，能够实施上述的耐腐蚀性热喷涂涂层的形成方法，抑制材料粒子的氧化，同时，能够在基材表面上形成结晶粒径小、气孔少并且防腐蚀性能高的含有铝的耐腐蚀性热喷涂涂层。关于上述的形成装置，进一步优选具有以下的任意一种(或者全部)的特征。即：耐腐蚀性合金材料以粉末或者线条状态被供应(特别地，在以线条的状态下被供应的话，则在成本等方面是有利的)；上述的喷流气体或者喷流雾以呈逐渐变细的筒形面状的流动的方式被供应(由此，在火焰的喷射路径的下游侧区域，一并发挥冷却功能和将火焰和外界气体隔开的功能)；喷流气体或者喷流雾形成为与喷射的火焰同心圆状的喷流，以在仅距离火焰喷射口相当于火焰的宽度或者直径的3～7倍的前方的火焰中心线上的位置相本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种耐腐蚀性合金热喷涂涂层，其特征在于，含有铝，并且形成在气孔率为1％以下的同时结晶粒径为10μm以下的显微组织。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.01.31 JP 2014-0179431.一种耐腐蚀性合金热喷涂涂层，其特征在于，含有铝，并且形成在气孔率为1％以下的同时结晶粒径为10μm以下的显微组织。2.根据权利要求1所述的耐腐蚀性合金热喷涂涂层，其特征在于，含有0.3～15质量％的镁，剩余部分由铝构成。3.根据权利要求1或2所述的耐腐蚀性合金热喷涂涂层，其特征在于，含有镁、硅、锰、钛、铜以及铝。4.根据权利要求1至3中任一项所述的耐腐蚀性合金热喷涂涂层，其特征在于，镁以及铝的氧化物的合计含有量为0.2质量％以下。5.根据权利要求1至4中任一项所述的耐腐蚀性合金热喷涂涂层，其特征在于，所述耐腐蚀性合金热喷涂涂层通过使用热喷涂枪而形成在基材表面上，所述热喷涂枪朝向基材喷射包含熔融的材料粒子的火焰，并且所述热喷涂枪具有在该喷射路径的上游侧区域将火焰和外界气体隔开的功能，同时，具有在下游侧区域在所述材料粒子以及火焰到达基材之前利用喷流气体或者喷流雾强制冷却所述材料粒子以及火焰的功能。6.根据权利要求1至5中任一项所述的耐腐蚀性合金热喷涂涂层，其特征在于，涂层表面通过被硅或者环氧树脂覆盖而被封孔。7.一种耐腐蚀性热喷涂涂层的形成方法，其特征在于，使用热喷涂枪在基材表面上形成耐腐蚀性合金涂层，所述热喷涂枪朝向基材喷射包含熔融的材料粒子的火焰，并且所述热喷涂枪具有在该喷射路径的上游侧区域将火焰和外界气体隔开的功能，同时，具有在下游侧区域在所述材料粒子以及火焰达到基材之前利用喷流气体或者喷流雾强制冷却所述材料粒子以及火焰的功能，其中，将含有铝的耐腐蚀性合金材料作为所述材料粒子。8.根据权利要求7所述的耐腐蚀性涂层的形成方法，其特征在于，在由铝或者铝合金制成的基材的表面上形成耐腐蚀性合金涂层。9.根据权利要求7或8所述的耐腐蚀性热喷涂涂层的形成方法，其特征在于，在将火焰与外界气体隔开的所述上游侧区域，使供应至火焰的氧气的量比完全燃烧所需要的氧气量少。10.根据权利要求7至9中任一项所述的耐腐蚀性热...
【专利技术属性】
技术研发人员：仓桥隆郎，森本敬治，申喜夫，大坪文明，大森康弘，熊井隆，西浦祐辅，堀田利文，
申请(专利权)人：株式会社中山非晶质，吉川工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。