一种铁基表面具有防腐功能的涂层处理方法技术

本发明专利技术涉及防腐涂层领域，具体涉及一种铁基表面具有防腐功能的涂层处理方法，包括以下步骤：(1)将铁基合金进行打磨处理；(2)将打磨后的铁基合金进行喷砂处理；(3)将喷砂处理后的铁基合金表面清理干净后，置于60～100℃烘箱中处理0.2～0.5h，趁热在铁基合金表面使用超音速火焰喷涂第一防腐涂层；(4)在所述第一防腐涂层完全干燥后，将涂覆有第一防腐涂层的铁基合金置于60～100℃烘箱中再次处理0.2～0.5h，再趁热在第一防腐涂层表面使用超音速火焰喷涂第二防腐涂层。本发明专利技术解决了现有喷涂单一涂层的处理方法往往不能同时满足高强度、耐腐蚀性能、耐磨性等性能的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种铁基表面具有防腐功能的涂层处理方法
本专利技术涉及防腐涂层领域，具体涉及一种铁基表面具有防腐功能的涂层处理方法。
技术介绍
在金属结构材料中，铁基合金材料是比较常用的一种，拥有较高的密度，有着良好的力学性能，具有较高的强度和刚度。铁基还具有尺寸稳定性好，导热导电性能优良等优点，并且在铸成结构件的时候不会轻易变形，因此在工业领域中的各个方面都被广泛应用。但铁基其本身的耐蚀性能较差，不能够满足恶劣环境的使用要求，限制了其应用。现有技术中，一般为了能够达到一系列功能，会在铁基表面喷涂一定的涂层，这样能够起到节约材料、节约能源的目的。喷涂涂层后的铁基可广泛应用于火电发电、石油钻探、油气管道、燃煤发电、水利发电、医药化工及煤炭等行业，一定程度上能够应对各种腐蚀、磨损工况环境，延长工件使用寿命、减少非计划停机时间、降低设备运维成本。但是目前，普通材料上喷涂涂层一般是在基材上喷涂单一的涂层，如喷涂纳米晶合金涂层，以使材料表面的强度得以提高，或者喷涂非晶合金涂层，以使材料表面的耐腐蚀性能得以提高。但是这种喷涂单一涂层的处理方法往往不能同时满足高强度、耐腐蚀性能、耐磨性等性能。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提供一种铁基表面具有防腐功能的涂层处理方法，包括以下步骤：(1)将铁基合金进行打磨处理；(2)将打磨后的铁基合金进行喷砂处理；(3)将喷砂处理后的铁基合金表面清理干净后，置于60～100℃烘箱中处理0.2～0.5h，趁热在铁基合金表面使用超音速火焰喷涂第一防腐涂层；(4)在所述第一防腐涂层完全干燥后，将涂覆有第一防腐涂层的铁基合金置于60～100℃烘箱中再次处理0.2～0.5h，再趁热在第一防腐涂层表面使用超音速火焰喷涂第二防腐涂层。优选地，所述喷砂处理为干喷砂处理，所述喷砂处理所用磨料为20#的白刚玉砂，所述喷砂处理的压力为0.65MPa，所述喷砂处理的速度为0.5cm/s，所述喷砂处理的时间为5min。优选地，所述超音速火焰喷涂的速度为15～25m/min，所述超音速火焰喷涂用氧气的流量为20～50m3/h，所述超音速火焰喷涂用燃油的流量为14～25L/h，所述超音速火焰喷涂的喷距为260～380mm；所述燃油为煤油；所述超音速火焰喷涂的送粉量为20～50g/min。优选地，所述第一防腐涂层的喷涂厚度为200～300μm；所述第二防腐涂层的喷涂厚度为100～200μm。优选地，所述第一防腐涂层按照重量份，由以下成分组成：改性环氧树脂50～80份、聚碳酸酯10～20份、硅藻粉3～15份、玻璃纤维4～8份、植物油2～6份、碳纳米管1～5份、苯基三甲氧基硅烷1～6份、润湿分散剂0.5～2份、消泡剂0.1～1份和固化剂20～40份。优选地，所述改性环氧树脂是通过碳化铌改性物对环氧树脂进行改性得到。优选地，所述碳化铌改性物的制备方法为：S1.称取碳化铌加入至体积分数为98％的乙醇中搅拌至均匀后，超声2～5h，过滤取固体物，置于70～80℃条件下烘干，得到碳化铌预处理物；其中，碳化铌与乙醇的固液比为1:10～15；S2.称取乙烯基三(2-甲氧乙氧基)硅烷加入至体积分数为98％的乙醇中搅拌至分散均匀，加入所述碳化铌预处理物，升温至50～60℃，搅拌反应2～5h，静置冷却至室温后，过滤取固体物，先使用丙酮洗涤三次，再使用去离子水洗涤三次，置于80～90℃条件下烘干，得到碳化铌活化物；其中，乙烯基三(2-甲氧乙氧基)硅烷、所述碳化铌预处理物与乙醇的质量比为0.1～1:2～5:15～25；S3.称取羟丙基甲基纤维素加入至去离子水中，搅拌至完全溶解，得到羟丙基甲基纤维素溶液；称取所述碳化铌活化物加入球磨机中，再加入所述羟丙基甲基纤维素溶液，搅拌至均匀后，再加入研磨球进行湿法球磨10～20h，得到混合湿料；其中，羟丙基甲基纤维素与去离子水的固液比为1:10～15；所述碳化铌活化物与所述羟丙基甲基纤维素溶液的固液比为1:2～3；S3.将所述混合湿料先进行硫化干燥处理，之后再进行真空干燥，粉碎成纳米颗粒，得到碳化铌改性物；其中，流化干燥的温度为80～100℃；真空干燥的温度为50～80℃。优选地，所述第二防腐涂层按照重量份，由以下成分组成：环氧树脂50～60份、改性聚氨酯10～30份、碳微粉改性物2～10份、云母粉5～18份、二氧化钛2～5份、润湿分散剂0.5～2份、消泡剂0.1～0.5份、和固化剂20～30份。所述碳微粉改性物的制备方法为：S1.称取碳微粉加入至石墨炉中，以惰性气体作为保护气，第一次升温至800～1000℃，保温2～3h；第二次升温至1500～1600℃，保温2～3h；第三次升温至1800～2000℃，保温2～3h，冷却至室温后，粉碎成纳米颗粒，得到碳微粉纳米活化物；其中，所述第一次升温的速率为5～8℃/min；所述第二次升温的速率为7～10℃/min；所述第三次升温的速率为8～10℃/min；S2.称取三氯化铋加入至去离子水中，再滴加浓度为0.1mol/L的盐酸至液体pH＝5.0～6.0，搅拌至溶解，得到三氯化铋溶液；称取氢氧化亚锡加入至浓度为1mol/L的氢氧化钠溶液中，搅拌至溶解，得到亚锡酸钠溶液；其中，三氯化铋与去离子水的质量比为1:5～10；氢氧化亚锡与氢氧化钠溶液的固液比为1:8～12；S3.向所述三氯化铋溶液中加入所述碳微粉纳米活化物，搅拌分散至均匀，倒入聚四氟乙烯为内衬的反应釜中，密封后置于70～80℃条件下反应2～5h后，滴加所述亚锡酸钠溶液，继续反应0.5～1h，降温至室温，过滤取固体物，使用去离子水洗涤至中性，真空干燥，粉碎成纳米颗粒，得到碳微粉改性物；其中，所述碳微粉纳米活化物与所述三氯化铋溶液的固液比为1:5～10；所述亚锡酸钠溶液与所述三氯化铋溶液的体积比为1:40～50。优选地，所述碳微粉为粒径在1～100μm的石墨或碳材料颗粒。优选地，所述改性聚氨酯的制备方法为：(1)称取单羟基聚二甲基硅氧烷和二异氰酸酯混合均匀后，加入二醋酸二丁基锡，升温至50～100℃，搅拌反应1～3h后，添加三羟甲基丙烷，继续反应2～4h，得到有机硅长链扩链剂；其中，单羟基聚二甲基硅氧烷、二异氰酸酯、二醋酸二丁基锡和三羟甲基丙烷的质量比为10:0.8～5:0.1～0.2：1～5；(2)将聚酯多元醇与异氰酸酯单体混合均匀，置于60～80℃下反应3～8h，之后加入所述有机硅长链扩链剂，搅拌至均匀，升温至80～120℃，继续反应5～8h，得到改性聚氨酯；其中，聚酯多元醇、异氰酸酯单体与所述有机硅长链扩链剂的质量比为2～5:0.5～2:1。本专利技术的有益效果为：1.在本专利技术中，采用先打磨再喷砂的处理能够使铁基金属表面平整，为后续的喷涂打好基础。之后本专利技术将喷砂处理后的铁基升温至60～100℃，然后趁热在铁基合金表面进行超音速火焰喷涂，在铁基表面本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铁基表面具有防腐功能的涂层处理方法，其特征在于，包括以下步骤：/n(1)将铁基合金进行打磨处理；/n(2)将打磨后的铁基合金进行喷砂处理；/n(3)将喷砂处理后的铁基合金表面清理干净后，置于60～100℃烘箱中处理0.2～0.5h，趁热在铁基合金表面使用超音速火焰喷涂第一防腐涂层；/n(4)在所述第一防腐涂层完全干燥后，将涂覆有第一防腐涂层的铁基合金置于60～100℃烘箱中再次处理0.2～0.5h，再趁热在第一防腐涂层表面使用超音速火焰喷涂第二防腐涂层。/n

【技术特征摘要】
1.一种铁基表面具有防腐功能的涂层处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将铁基合金进行打磨处理；
(2)将打磨后的铁基合金进行喷砂处理；
(3)将喷砂处理后的铁基合金表面清理干净后，置于60～100℃烘箱中处理0.2～0.5h，趁热在铁基合金表面使用超音速火焰喷涂第一防腐涂层；
(4)在所述第一防腐涂层完全干燥后，将涂覆有第一防腐涂层的铁基合金置于60～100℃烘箱中再次处理0.2～0.5h，再趁热在第一防腐涂层表面使用超音速火焰喷涂第二防腐涂层。


2.根据权利要求1所述的一种铁基表面具有防腐功能的涂层处理方法，其特征在于，所述第一防腐涂层的喷涂厚度为200～300μm；所述第二防腐涂层的喷涂厚度为100～200μm。


3.根据权利要求1所述的一种铁基表面具有防腐功能的涂层处理方法，其特征在于，所述第一防腐涂层按照重量份，由以下成分组成：
改性环氧树脂50～80份、聚碳酸酯10～20份、硅藻粉3～15份、玻璃纤维4～8份、植物油2～6份、碳纳米管1～5份、苯基三甲氧基硅烷1～6份、润湿分散剂0.5～2份、消泡剂0.1～1份和固化剂20～40份。


4.根据权利要求3所述的一种铁基表面具有防腐功能的涂层处理方法，其特征在于，所述改性环氧树脂是通过碳化铌改性物对环氧树脂进行改性得到。


5.根据权利要求4所述的一种铁基表面具有防腐功能的涂层处理方法，其特征在于，所述碳化铌改性物的制备方法为：
S1.称取碳化铌加入至体积分数为98％的乙醇中搅拌至均匀后，超声2～5h，过滤取固体物，置于70～80℃条件下烘干，得到碳化铌预处理物；
其中，碳化铌与乙醇的固液比为1:10～15；
S2.称取乙烯基三(2-甲氧乙氧基)硅烷加入至体积分数为98％的乙醇中搅拌至分散均匀，加入所述碳化铌预处理物，升温至50～60℃，搅拌反应2～5h，静置冷却至室温后，过滤取固体物，先使用丙酮洗涤三次，再使用去离子水洗涤三次，置于80～90℃条件下烘干，得到碳化铌活化物；
其中，乙烯基三(2-甲氧乙氧基)硅烷、所述碳化铌预处理物与乙醇的质量比为0.1～1:2～5:15～25；
S3.称取羟丙基甲基纤维素加入至去离子水中，搅拌至完全溶解，得到羟丙基甲基纤维素溶液；称取所述碳化铌活化物加入球磨机中，再加入所述羟丙基甲基纤维素溶液，搅拌至均匀后，再加入研磨球进行湿法球磨10～20h，得到混合湿料；
其中，羟丙基甲基纤维素与去离子水的固液比为1:10～15；所述碳化铌活化物与所述羟丙基甲基纤维素溶液的固液比为1:2～3；
S3.将所述混合湿料先进行硫化干燥处理，之后再进行真空干燥，粉碎成纳米颗粒，得到碳化铌改性物；
其中，流化干燥的温度为80～100℃；真空干燥的温度为50～80℃。
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【专利技术属性】
技术研发人员：计佩蓉，
申请(专利权)人：宁波计氏金属新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33