一种在金属部件表面形成防腐涂层的方法技术

本发明专利技术涉及一种在金属部件表面形成防腐涂层的方法，所述防腐涂层包括稀有有色金属层、无机氧化物层、液体涂料层中的一种或几种；所述防腐涂层的形成方法为化学气相沉积、浸涂法、热喷涂法中的一种或几种。本发明专利技术通过在金属部件表面做一防腐涂层，尤其适用于液态金属的防腐，避免高温液态金属和金属基材的直接接触，从而达到防腐的效果。解决了在使用过程中，高温液态金属对基材的腐蚀问题，减少了工业成本，且扩大了液态金属的应用范围，在使用温度下对具有液态金属应有较强的耐腐蚀性能，并应具有良好的抗冷热冲击性能、附着力强、孔隙率低的特点。

A Method of Forming Anticorrosive Coatings on the Surface of Metal Parts

The invention relates to a method for forming an anticorrosive coating on the surface of metal parts, which comprises one or more rare non-ferrous metal layers, inorganic oxide layers and liquid coating layers, and one or more of the forming methods of the anticorrosive coating are chemical vapor deposition, dipping and thermal spraying. By making an anticorrosive coating on the surface of metal parts, the invention is especially suitable for the anticorrosion of liquid metals and avoids the direct contact between high temperature liquid metals and metal substrates, thereby achieving the anticorrosive effect. It solves the corrosion problem of high temperature liquid metals on substrates, reduces the industrial cost, and enlarges the application scope of liquid metals. It should have strong corrosion resistance to liquid metals at service temperature, and should have good cold and heat shock resistance, strong adhesion and low porosity.

【技术实现步骤摘要】
一种在金属部件表面形成防腐涂层的方法
本专利技术涉及防腐技术，具体涉及一种在金属部件表面形成防腐涂层的方法。
技术介绍
液态金属通常是指一种在室温附近为液态的金属，如熔点在30℃以下的镓或其合金，也或是在稍高一些温度范围如40℃—200℃能呈液态的低熔点金属合金。液态金属具有低熔点、高沸点的特性，如镓的熔点为29.77℃，沸点为2403℃。利用液态金属低熔点、高沸点的特性，可将液态金属用于液压传动、差压变送器。用液态金属替代传统差压变送器中使用的硅油、氟油、植物油等液态介质，可解决传统差压变送器中液态介质高温下易变质、易气化的问题，从而满足差压变送器在超高温环境下的使用要求。液态金属替代传统液体介质有广阔的应用前景，但是液态金属对与其直接接触的金属会有不同程度的腐蚀，并且温度越高，腐蚀情况越严重，这大大限制了液态金属的应用范围，解决液态金属的腐蚀问题刻不容缓。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供一种在金属部件表面形成防腐涂层的方法。本专利技术所提供的防腐涂层尤其适用于液态金属的防腐，在高温下对液态金属具有较强的耐腐蚀性能，并具有良好的抗冷热冲击性能、附着力强、孔隙率低的特点。所述方法中，所述防腐涂层包括稀有有色金属层、无机氧化物层、液体涂料层中的一种或几种；所述防腐涂层的形成方法为化学气相沉积、浸涂法、热喷涂法中的一种或几种。所述稀有有色金属层包括钨层、铼层、钼钨合金层中的一种或几种；优选地，所述稀有有色金属层的形成方法为化学气相沉积法和热喷涂法中的一种。和/或，优选地，当以化学气相沉积法进行涂层处理时，尤其适用于对直径(内径)小于10mm的金属管道内壁进行涂层处理。所述稀有有色金属层为钨层，优选采用如下处理方法：以六氟化钨、氢气混合后加热至600-700℃，保持30-40min，所述六氟化钨和氢气的体积用量比为1:(3-5)，气流量：1.5-2L/min，即可于所述金属部件表面形成钨涂层。更优选地，所述钨涂层的厚度为20-25μm。所述无机氧化物层包括氧化铍层、氧化铝层、氧化锆层、氧化硅层中的一种或几种；优选地，所述无机氧化物层的形成方法为热喷涂法。优选地，当以热喷涂法进行涂层处理时，尤其适用于对直径(内径)大于60mm的金属管道内壁进行涂层处理，也适用于平面金属材料的涂层处理，平面金属部件涂层处理无尺寸限制。所述无机氧化物层为氧化铝层，优选采用如下处理方法：①将金属部件表面洗净、粗化，以增加金属部件的表面粗糙度，表面粗糙度为Ra3.0-3.5μm，以增加涂层与金属部件的附着力；②预热金属部件，预热温度为100-150℃；③用传统的等离子喷涂法喷涂在金属部件表面先喷涂一层粘接层，以增加氧化铝层与金属部件的附着力，粘接层为镍铝粉末、镍铬粉末或镍铬铝粉末中的一种，粘接层厚度为20-100μm；④用传统的等离子喷涂法喷涂氧化铝涂层材料；⑤采用常规封孔剂进行封孔处理，以减小涂层的孔隙率，即可于所述金属部件表面形成氧化铝涂层。更优选地，所述无机氧化物层的厚度为0.05-0.5mm。所述液体涂料层为无机纳米涂料层或有机硅高温涂料层。优选地，所述液体涂料层的形成方法为浸涂法。作为优选，所述液体涂料是由无机纳米涂料和稀释剂按照质量比(8-10):1比例混合后配置而得。优选地，在室温条件下(约25℃)，将所述金属管道部件浸入于所述液体涂料中，对所述金属部件以浸涂法利用液体涂料循环装置进行浸涂，循环3-5min后，通入空气排空管道中残留的涂料，以防堵塞管道，最后室温或加热固化备用；优选地，所述液体涂料防腐涂层的厚度为0.02mm—0.5mm。本专利技术所述的方法，所述金属部件的材质为铝、铜、铸铁、不锈钢、钛、镍、钛镍合金等中的一种。进一步地，本专利技术提供一种防腐金属部件，由上述任意一项技术方案所述的方法向所述金属部件的金属表面喷涂所述防腐涂层而得到。同时，本专利技术所提出的防腐涂层的形成方法，特别应用于液态金属的防腐。优选地，所述液态金属为镓、镓铟合金、镓铟锡合金、镓铟锌锡合金、镓锌合金中的一种或几种。进一步地，本专利技术所提出的防腐涂层使用温度为500℃以上。本专利技术所提供的防腐涂层在使用温度下对液态金属应具有较强的耐腐蚀性能，并应具有良好的抗冷热冲击性能、高附着力、低孔隙率的特点。本专利技术通过在金属部件表面(包括内壁等)做一防腐涂层，避免高温液态金属和金属基材的直接接触，从而达到防腐的效果。解决了在使用过程中，高温液态金属对基材的腐蚀问题，减少了工业成本，且扩大了液态金属的应用范围。附图说明图1为金属管道内壁做完防腐涂层后横截面示意图。图2为化学气相沉积镀钨流程图；图3为用喷涂法制备防腐涂层的流程图；图4为防腐处理后液压传动单元示意图；图5为防腐处理后差压变送器液态金属填充部分示意图；图6为用液态防腐涂料循环的方法制备防腐涂层的流程图；附图标记：金属管外壁1、金属管内壁2、防腐涂层3、小活塞4、金属部件5、液态金属6、管道7、大活塞8、六氟化钨9、氢气10、气体混合气11、气相沉积反应室12、废气处理回收13、膜片14、基座15、热源16、毛细管17、热喷涂原料18、蠕动泵19、传输通道20、待处理部件21、涂料盒22、三通阀23、左气路管24、右气路管25、传输通道26、传输通道27。具体实施方式以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。以下实施例中所述的金属管道，如无特殊说明均属于本领域可接受的金属材质。实施例1参照附图1、2，本实施例提供一种在金属部件表面采用化学气相沉积法形成耐液态金属腐蚀的防腐涂层的方法，以金属管道7为金属部件，对管道7的内壁做涂层处理，图1为金属管道内壁做完防腐涂层后横截面示意图，图2为化学气相沉积镀钨流程图。具体步骤如下：(1)将管道7用金属专用清洗剂除油除锈清洗后烘干，备用。(2)以六氟化钨9为反应源气体，将六氟化钨9加热至沸点以上气化，在气体混合器11中与氢气10充分混合后通入化学气相沉积反应室12，通气量分别为：六氟化钨：2g/min，氢气：1.5L/min。通过加热气相沉积反应室12外壁使得气相沉积反应室12内的管道7被加热至工艺温度600℃，六氟化钨9和氢气10的混合气在气相沉积反应室12内达到工艺温度后发生化学反应，生成钨原子和氟化氢，钨原子会均匀吸附在管道7表面，最终形成钨涂层3，厚度为20μm。反应生成的氟化氢和未反应完全的六氟化钨9与氢气10被排出化学气相沉积反应室12，经(废气处理回收13)处理回收可重复利用。优选地，本实施例中所述管道为不锈钢材质。实施例2参照附图3，本实施例提供一种在金属部件表面采用热喷涂法形成耐液态金属腐蚀的防腐涂层的方法，对金属部件5的外表面做氧化铝涂层处理，图3为用喷涂法制备防腐涂层的流程图；具体步骤如下：(1)将金属部件用通用清洗剂除油除锈，清洗后烘干，备用。(2)对部件5表面进行预处理，预处理包括粗化表面，预喷涂一层镍-铝粘结底层，以增强涂层与基底的结合强度(采用本领域常规手段即可)。(3)以氧化铝粉末为原料(热喷涂原料18)，经过热源16，加热至熔融或半熔融态(按照本领域技术人员的判断即可)，同时在热源16中借助热源流本身的动力或通过外加高速气流使其雾化并高速喷射到经过预处理的金属部件5表面上形成防腐涂层3。优选地，本实施例中所述金属本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种在金属部件表面形成防腐涂层的方法，其特征在于，所述防腐涂层包括稀有有色金属层、无机氧化物层、液体涂料层中的一种或几种；所述防腐涂层的形成方法为化学气相沉积、浸涂法、热喷涂法中的一种或几种。

【技术特征摘要】
1.一种在金属部件表面形成防腐涂层的方法，其特征在于，所述防腐涂层包括稀有有色金属层、无机氧化物层、液体涂料层中的一种或几种；所述防腐涂层的形成方法为化学气相沉积、浸涂法、热喷涂法中的一种或几种。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述稀有有色金属层包括钨层、铼层、钼钨合金层中的一种或几种；优选地，所述稀有有色金属层的形成方法为化学气相沉积法和热喷涂法中的一种。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述稀有有色金属层以化学气相沉积法进行涂层处理，所述金属部件表面为直径小于10mm的金属管道的内壁。4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述稀有有色金属层为钨层；采用如下方法形成防腐涂层：以六氟化钨、氢气混合后加热至600-700℃，保持30-40min，所述六氟化钨和氢气的体积用量比为1:(3-5)，气流量：1.5-2L/min，即可；和/或，所述钨层的厚度为20-25μm。5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，所述无机氧化物层包括氧化铍层、氧化铝层、氧化锆层、氧化硅层中的一种或几种；优选地，所述无机氧化物层的形成方法为热喷涂法；更优选地，所述金属部件表面为直径大于60mm的金属管道的内壁或平面金属材料的表面。6.根据权利要求1-...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨荣，姜浩，蔡昌礼，邓中山，
申请(专利权)人：云南科威液态金属谷研发有限公司，
类型：发明
国别省市：云南,53