一种耐蚀隔热涂层体系及其制备方法技术

本发明专利技术属于表面工程耐蚀隔热材料技术领域，具体涉及一种耐蚀隔热涂层体系及其制备方法，耐蚀隔热涂层体系的主体结构包括复合打底层、防腐层、隔热层和封闭层，耐蚀隔热涂层体系制备方法的具体工艺过程包括预处理基体、制备复合打底层、制备防腐层、制备隔热层和制备封闭层共五个步骤，首先在铝基体表面进行预处理，再利用低压冷喷涂制备粘结防腐层，然后利用高压冷喷涂方法制备梯度/渐变的粘结过度层，最后利用等离子喷涂方法制备陶瓷涂层；其耐蚀隔热涂层体系结构简单，耐蚀隔热效果好，使用环境友好，寿命周期长，其制备方法易操作，原理科学可靠，安全环保，提高了涂层体系层间的结合强度，加强了涂层体系与基体的腐蚀相容性。

Corrosion resistant heat insulation coating system and preparation method thereof

The invention belongs to the technical field of surface engineering anti-corrosion insulation materials, in particular relates to a corrosion resistant heat insulation coating system and its preparation method, the main structure of corrosion resistant heat insulation coating system comprising a composite bottom coating, anticorrosion layer, insulating layer and sealing layer, the specific process of corrosion system insulation coating preparation method includes the substrate, preparation of composite first, the preparation of anticorrosion layer, insulating layer preparation and preparation of sealing layer includes five steps of pretreatment, the first pretreatment on aluminum substrate surface, using low pressure cold bonding coating spraying process of preparation, preparation of gradient / gradient bonded transition layer and use high-pressure cold spray coating method, finally using ceramic plasma sprayed coating method; the corrosion resistant heat insulation coating system has the advantages of simple structure, corrosion resistance and good heat insulation effect, the use of environmentally friendly, long life cycle, the preparation method is easy to operate, the original Science is reliable, safe and environmental friendly. It improves the bonding strength of coating system and strengthens the compatibility between coating system and substrate.

【技术实现步骤摘要】
一种耐蚀隔热涂层体系及其制备方法
：本专利技术属于表面工程耐蚀隔热材料
，具体涉及一种耐蚀隔热涂层体系及其制备方法，在铝合金表面喷涂耐蚀隔热涂层，以使铝合金材质的部件在海洋环境中得到广泛应用。
技术介绍
：铝合金以其比强度和比刚度高以及减振性好的一系列优点在航空、航天、汽车、电子和家电等行业具有极其重要的应用价值和广阔的应用前景，但是因为铝合金的化学性质活泼，容易遭受腐蚀、硬度低，不耐磨、熔点低，耐热性能差,限制了铝合金在抗热环境的研究和应用发展缓慢；表面处理能有效改进各种铝合金的表面性能,提高耐腐蚀、耐磨耗和耐热性能，使用最广泛的防护方法是在铝合金基体上喷涂热障涂层，热障涂层的制备方法包括电子束物理气相沉积法(EB-PVD)、火焰喷涂、等离子喷涂(APS)、超音速火焰喷涂(HVOF)和爆炸喷涂等，其中，等离子喷涂、粉末火焰喷涂、超音速火焰喷涂和爆炸喷涂均属于热喷涂技术，区别在于通过不同的加热方式使颗粒在不同结构的喷枪中熔化进行喷涂，热喷涂技术的原理是利用燃烧能或电能将喷涂粉末熔化成熔融态或半熔融态后通过气流吹动使其雾化，高速喷射到基体表面形成喷涂层；喷涂层与基体之间以及喷涂层本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耐蚀隔热涂层体系，其特征在于主体结构包括复合打底层、防腐层、隔热层和封闭层；铝合金基体的上表面喷涂有复合打底层，复合打底层的表面喷涂有防腐层，防腐层的表面喷涂有隔热层，隔热层的表面喷涂有封闭层；复合打底层是将Ni粉末与Al粉末混合后采用低压冷喷涂工艺喷涂在铝合金基体的上表面制备而成的，其中Ni的重量百分比为10‑20％，以使复合打底层的热膨胀系数与铝合金基体的热膨胀系数相近，复合打底层的厚度为50‑200μm；防腐层是将Zn粉末与Ni粉末混合后采用冷喷涂或热喷涂工艺喷涂在复合打底层的表面制备而成的，其中Ni的重量百分比为20‑30％，防腐层的涂层厚度为80‑120μm，防腐层具有隔离铝合金...

【技术特征摘要】
1.一种耐蚀隔热涂层体系，其特征在于主体结构包括复合打底层、防腐层、隔热层和封闭层；铝合金基体的上表面喷涂有复合打底层，复合打底层的表面喷涂有防腐层，防腐层的表面喷涂有隔热层，隔热层的表面喷涂有封闭层；复合打底层是将Ni粉末与Al粉末混合后采用低压冷喷涂工艺喷涂在铝合金基体的上表面制备而成的，其中Ni的重量百分比为10-20％，以使复合打底层的热膨胀系数与铝合金基体的热膨胀系数相近，复合打底层的厚度为50-200μm；防腐层是将Zn粉末与Ni粉末混合后采用冷喷涂或热喷涂工艺喷涂在复合打底层的表面制备而成的，其中Ni的重量百分比为20-30％，防腐层的涂层厚度为80-120μm，防腐层具有隔离铝合金基体与外界环境的作用；隔热层是由4-8层复合隔热层构成，复合隔热层是将M粉末、Cr粉末和Al粉末的混合粉末与Al2O3或ZrO2粉末混合后采用高压冷喷涂工艺喷涂在防腐层的表面制备而成的，其中M粉末为Co粉末或Ni粉末或Co粉末与Ni粉末的混和粉末，隔热层中的MCrAl粉末的重量百分比从80％向0％过渡，每层间的过渡量小于30％，最表层的Al2O3粉末或ZrO2粉末采用等离子喷涂工艺喷涂，复合隔热层的厚度为50-80μm，隔热层的厚度为200-640μm，隔热层涵盖梯度的和单一的成份变化；封闭层是将Al2O3粉末或ZrO2粉末与封闭剂混合后采用热喷涂工艺喷涂在隔热层的表面制备而成的，其中Al2O3粉末或ZrO2粉末的重量百分比为20-60％，封闭层的厚度为200-300μm，封闭层具有将环境中的热量和腐蚀与铝合金基体隔离的作用。2.一种耐蚀隔热涂层体系制备方法，其特征在于具体工艺过程包括预处理基体、制备复合打底层、制备防腐层、制备隔热层和制备封闭层共五个步骤：(1)预处理基体：将经过油水分离器和缓冲罐的压力为0.6MPa的压缩空气通入喷枪，采用棕刚玉对铝合金基体的表面进行喷砂活化除锈，铝合金基体的粗糙度为20-80um，目测铝合金基体的表面外观均匀一致，无可见的油脂、污垢、氧化皮、孔洞、尖锐表面、缝隙和油漆涂层的附着物后，采用吸尘器对铝合金基体的表面进行除尘处理，完成基体的预处理；(2)制备复合打底层：在车间或复合设定要求的场地将步骤(1)预处理后的铝合金基体预热到90-120℃，采用低压冷喷涂工艺将粒径为5-20μm的Ni粉末和粒径为10-30μm的Al粉末的混和粉末喷涂在铝合金基体的上表面形成厚度为50-80μm的复合打底层，喷涂过程中的喷涂温度为350-550℃，喷枪与铝合金基体之间的直线距离为5-50mm，喷枪与铝合金基体之间夹角的角度为60-90°，喷枪的送粉率小于2.5g/s，喷枪的移动速度与送粉率匹配，喷涂过程中采用压力大于0.7MPa的压缩空气、氮气、氦气或者以上几种气...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄国胜，胡旋烨，李相波，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七二五研究所，
类型：发明
国别省市：山东,37