一种高性能耐腐蚀涂层及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种高性能耐腐蚀涂层及其制备方法，所述高性能耐腐蚀涂层由高性能耐腐蚀涂层预涂浆料通过激光熔覆形成，所述高性能耐腐蚀涂层预涂浆料包括以下按照重量份数计的原料：金属合金粉20～90、光吸收剂10～40、包覆剂1～10、粘结剂1～10、表面活性剂0.1～5、去离子水1～10，其包括Cr的化合物、Ni的化合物、Fe的化合物、Mo的化合物以及Ce的化合物，其中Cr的化合物包括Cr3C2，Ce的化合物包括CeO2；所述金属合金粉中各元素的质量百分比为：Cr 40％～60％；Fe 3％～5％；C 3％～7％；Mo 0.06％～0.10％；Ce 0.8～1.02％；其余为Fe。所述高性能耐腐蚀涂层，其具有耐磨损性及耐腐蚀性能优良的优点，制备方法工艺设置合理，操作简单，且生产效率高，有助于工业大规模应用。有助于工业大规模应用。

【技术实现步骤摘要】
一种高性能耐腐蚀涂层及其制备方法


[0001]本专利技术涉及金属表面处理
，特别是涉及一种高性能耐腐蚀涂层及其制备方法。

技术介绍

[0002]金属材料被称作“工业的骨骼”，是我国工业发展的基石，在各行各业中都有着广泛的应用。但金属材料会在环境及使用时间的影响之下，出现不同程度的腐蚀现象，从而导致性能下降。尤其是在高温、高应力、高磨损的石油、化工、冶金、海洋等复杂工况环境中更容易产生腐蚀，可能造成巨大的经济损失和严重的环境污染。
[0003]在实际过程中，为了材料抗腐蚀性能的要求，同时降低产品的成本，在基体表面施加适当的涂层是一种有效途径。镍基合金因其良好的物理化学性质，具有较高的硬度、较好的耐磨性和耐腐蚀性能，成为涂层制备的最佳选择材料之一。制备镍基合金涂层可以有效地保护基体金属，使其免遭磨损和侵蚀。
[0004]传统的涂层制备工艺，热量控制精确度低、效率低，基体热变形严重，造成镍基合金涂层开裂严重，进而导致涂层耐蚀抗磨性能恶化。因此，亟待提供一种制备镍基材料涂层的新工艺来满足实际生产需求。

技术实现思路

[0005]基于此，本专利技术的目的在于，提供一种高性能耐腐蚀涂层，其具有耐磨损性及耐腐蚀性能优良的优点。
[0006]一种高性能耐腐蚀涂层，其由高性能耐腐蚀涂层预涂浆料通过激光熔覆形成，所述高性能耐腐蚀涂层预涂浆料包括以下按照重量份数计的原料：
[0007][0008]其中所述金属合金粉为镍基合金，其包括Cr的化合物、Ni的化合物、Fe的化合物、Mo的化合物以及Si的化合物，其中Cr的化合物包括Cr3C2，Ce的化合物包括CeO2；所述金属合金粉中各元素的质量百分比为：Cr 40％～60％；Fe 3％～5％；C 3％～7％；Mo 0.06％～0.10％；Si 0.8～1.02％；其余为Fe。
[0009]进一步地，所述光吸收剂为纳米TiO2、纳米ZnO中的至少一种。
[0010]进一步地，所述包覆剂为聚乙二醇。
[0011]进一步地，所述粘结剂为聚乙烯醇。
[0012]进一步地，所述表面活性剂为聚氧乙烯辛基苯酚醚
‑
10。
[0013]另外，本专利技术实施例还提供一种高性能耐腐蚀涂层的制备方法，其包括以下具体操作步骤：
[0014]S1、制备所述高性能耐腐蚀涂层预涂浆料；
[0015]S2、对待涂覆涂层的工件表面进行磨削，并用清洗液进行清洗；
[0016]S3、将步骤S1制备得到的所述高性能耐腐蚀涂层预涂浆料均匀涂覆在步骤S2所得的工件表面；
[0017]S4、按照预设的激光熔覆参数和扫描方式用激光器产生的激光束辐照扫描步骤S3所得工件表面，即可在所述工件表面形成所述高性能耐腐蚀涂层。
[0018]进一步地，所述步骤S1包括以下具体操作步骤：
[0019]S11、称取配方量的去离子水以及粘结剂，先将去离子水投入分散设备中，边搅拌边加入粘结剂，继续搅拌至完全溶解；
[0020]S12、称取配方量的包覆剂、光吸收剂、表面活性剂和金属合金粉，并依次将其投入至所述分散设备中，充分研磨分散20～30min，即得所述高性能耐腐蚀涂层预涂浆料。
[0021]进一步地，步骤S4中所述激光器的功率为1000～3000W、扫描速率为8～50mm/s；扫描方式为单层条状往复扫描，上层与下层的扫描道夹角为50
°
～70
°
，相邻扫描道的间距为0.8～2mm。
[0022]进一步地，步骤S4为在惰性气体的保护下进行，所述的惰性气体为氮气或氩气中的一种，所述的惰性气体的流量为8～20L/min。
[0023]进一步地，步骤S4中还包括对激光熔覆后的工件表面进行打磨和抛光。
[0024]本专利技术实施例所述高性能耐腐蚀涂料，其预涂浆料以镍基金属合金粉末为原料，以聚乙烯醇为粘结剂、聚乙二醇为包覆剂，采用激光熔覆的方法制备，制得的所述高性能耐腐蚀涂层具有较好的耐磨损性和耐腐蚀性，并进一步以纳米氧化锌/纳米氧化钛为光吸收剂，利用其较高的激光吸收效率，且能量分布均匀，在激光熔覆过程中确保基体材料表面和所述高性能耐腐蚀涂料预涂浆料的充分熔化，达到冶金结合，避免涂层和基体之间的开裂风险；另外所述镍基金属合金中加入一定量的CeO2，可以细化涂层晶粒，净化晶界，改善制得涂层组织形貌，使涂层组织均匀致密，减少涂层组织疏松、气孔和裂纹等缺陷，提高了涂层的耐腐蚀性。将该涂层推广应用于工业金属结构的防腐蚀领域，既可延长基体材料在苛刻环境中的服役年限，解决工业腐蚀的难题，又能有效降低生产成本，提高企业的经济效益。
[0025]本专利技术实施例所述高性能耐腐蚀涂层的制备方法工艺设置合理，操作简单，且生产效率高，有助于工业大规模应用。
具体实施方式
[0026]为了使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面通过本专利技术的具体实施方式做详细的说明。
[0027]在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是本专利技术还可以采用其他不同于本专利技术在此描述的其他方式来实施，本领域技术人员可以在不为违背本发
明内涵的情况下做类似推广，因此本专利技术不受以下公开的实施例的限制。
[0028]实施例1
[0029]本专利技术实施例1提供一种高性能耐腐蚀涂层，其由高性能耐腐蚀涂层预涂浆料通过激光熔覆形成，所述高性能耐腐蚀涂层预涂浆料包括以下按照重量份数计的原料：金属合金粉20、光吸收剂10、包覆剂1、粘结剂1、表面活性剂0.1、去离子水1。
[0030]其中所述金属合金粉为镍基合金，其包括Cr的化合物、Ni的化合物、Fe的化合物、Mo的化合物以及Ce的化合物，其中Cr的化合物包括Cr3C2，Ce的化合物包括CeO2；所述金属合金粉中各元素的质量百分比为：Cr 40％；Fe 3％；C 3％；Mo 0.06％；Ce 0.8；其余为Fe。所述金属合金粉末的粒度为100目。
[0031]所述光吸收剂为纳米TiO2，所述包覆剂为聚乙二醇，所述粘结剂为聚乙烯醇，所述表面活性剂为聚氧乙烯辛基苯酚醚
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10。
[0032]实施例2
[0033]本专利技术实施例2提供一种高性能耐腐蚀涂层，其由高性能耐腐蚀涂层预涂浆料通过激光熔覆形成，所述高性能耐腐蚀涂层预涂浆料包括以下按照重量份数计的原料：金属合金粉90、光吸收剂40、包覆剂10、粘结剂10、表面活性剂5、去离子水10。
[0034]其中所述金属合金粉为镍基合金，其包括Cr的化合物、Ni的化合物、Fe的化合物、Mo的化合物以及Ce的化合物，其中Cr的化合物包括Cr3C2，Ce的化合物包括CeO2；所述金属合金粉中各元素的质量百分比为：Cr 60％；Fe 5％；C 7％；Mo 0.10％；Ce 1.02％；其余为Fe。所述金属合金粉末的粒度为200目。
[0035]所述光吸收剂为纳米ZnO，所述包覆剂为聚乙二醇，所述粘结剂为聚乙烯醇，所述表面活性剂为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高性能耐腐蚀涂层，其特征在于，由高性能耐腐蚀涂层预涂浆料通过激光熔覆形成，所述高性能耐腐蚀涂层预涂浆料包括以下按照重量份数计的原料：其中所述金属合金粉为镍基合金，其包括Cr的化合物、Ni的化合物、Fe的化合物、Mo的化合物以及Ce的化合物，其中Cr的化合物包括Cr3C2，Ce的化合物包括CeO2；所述金属合金粉中各元素的质量百分比为：Cr 40％～60％；Fe 3％～5％；C 3％～7％；Mo 0.06％～0.10％；Ce 0.8～1.02％；其余为Fe。2.根据权利要求1所述的高性能耐腐蚀涂层，其特征在于：所述光吸收剂为纳米TiO2、纳米ZnO中的至少一种。3.根据权利要求1所述的高性能耐腐蚀涂层，其特征在于：所述包覆剂为聚乙二醇。4.根据权利要求1所述的高性能耐腐蚀涂层，其特征在于：所述粘结剂为聚乙烯醇。5.根据权利要求1所述的高性能耐腐蚀涂层，其特征在于：所述表面活性剂为聚氧乙烯辛基苯酚醚
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10。6.根据权利要求1～5任一所述的高性能耐腐蚀涂层的制备方法，其特征在于，包括以下具体操作步骤：S1、制备所述高性能耐腐蚀涂层预涂浆料；S2、对待涂覆涂层的工件表面进行磨削，并用清洗液进行清洗；S3、将步骤S1制备得到的所述高性能耐腐蚀涂层预涂浆料均匀涂覆在步骤S2所得的工件...

【专利技术属性】
技术研发人员：张涛，马春印，
申请(专利权)人：北京科技大学广州新材料研究院，
类型：发明
国别省市：