耐海洋气候工程零件表面涂层的涂覆处理工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种耐海洋气候工程零件表面涂层的涂覆处理工艺，包括以下步骤：对工件预处理；配置涂液，其中所述涂液包含铝锌硅合金粉、有机溶剂、纳米氧化物颗粒增强剂、去离子水、粘结剂、腐蚀抑制剂、分散剂和增稠剂；涂覆；预烘；烘烤固化；冷却；将烘烤后的工件冷却至室温后二次涂覆。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种耐海洋气候工程零件表面涂层的涂覆处理工艺。
技术介绍
近海和海洋中的工程装备所处环境大气多雨、高温、多盐雾和强风流，其服役条件按IS09225环境评价标准一般> C5级，属于极端恶劣环境。裸露在外的零件将受到强烈的大气腐蚀、电化学腐蚀以及气流冲刷侵蚀的综合作用，各种钢结构的使用寿命远低于一般内陆户外环境。如在海洋气候条件下服役的风力发电设备由于机组的外部构件如机舱、弓丨擎罩、塔架、叶片根部法兰垫片、连接螺栓、连接弹簧等直接裸露于极端的腐蚀大气中，采用常规的防护措施，往往仅数个月便产生严重的腐蚀，因此，提供耐久性> 15年的风电外部构件表面处理新材料与新工艺，已成为风电产业发展的迫切需求。另外，船舶钢构件的腐蚀防护也是一个由来已久的难题，除了壳体、甲板之外，各种桅杆、天线的腐蚀防护的维护成本十分惊人，随着国家对基础设施建设项目的提速，多座跨海大桥相继开工或立项，如港-澳-珠大桥等。在桥梁的设计与施工中，各种桥梁的钢构件的腐蚀防护处理的重要性越来越凸出。如在杭州湾大桥的建设中，表面防护处理就上亿兀。因此，迫切需要解决耐海洋气候的工程零件防腐处理问题，现有技术中在工程零件热镀Al-Zn-Si系列合金涂层是解决耐海洋气候腐蚀的有效途径，已取得大量工程应用。 如本申请人在先提出的“含Al-Zn-Si-Mg-RE-Ti-Ni的热浸镀铸铝合金及其制备方法”专利申请中，采用铸铝合金作防腐处理，使用寿命可以到20年。然而，热镀合金涂层存在工艺温度高(大于600°C )，易造成零件变形；耐磨性不足，抗冲蚀能力不强；工艺、装备较复杂，大面积工件处理及野外作业受限制等缺陷，因此应用上仍然存在极在的限制。另外，现有技术也存在采用电镀工艺形成涂层，然而电镀工艺同样存在以下缺陷 1、必须把被镀金属放置在电解槽内进行电镀处理；2、电镀前需要对被镀金属进行喷沙拉毛等预处理，因此并不是所有金属零件均能采用电镀工艺；3、电镀工艺复杂，成本非常高； 4、采用电镀工艺形成镀层厚度有限，因此，涂层的硬度、抗腐蚀能力差。
技术实现思路
针对现有技术中这些问题，本专利技术提供了一种耐海洋气候工程零件表面涂层的涂覆处理工艺。本专利技术提供的耐海洋气候工程零件表面涂层的涂覆处理工艺，包括以下步骤a)对工件预处理；b)配置涂液，其中所述涂液包含铝锌硅合金粉、有机溶剂、纳米氧化物颗粒增强齐U、去离子水、粘结剂、腐蚀抑制剂、分散剂和增稠剂；c)涂覆；d)预烘；e)烘烤固化；f)冷却；g)将烘烤后的工件冷却至室温后二次涂覆。优选的，其中对工件预处理包括以下步骤al首先对工件进行机械除锈或化学除锈；a2将工件浸入到10_15g/L的NaOH溶液中除油清洗4_5min ；a3 在清水中清洗3-%iin ；a4清洗后的工件吹风干燥。优选的，其中所述配置涂液按下述配比铝锌硅合金粉有机溶剂纳米氧化物颗粒增强剂去离子水粘结剂腐蚀抑制剂分散剂增稠剂=30. 0-50. Og 10. 0-25 .OmL 1. 0-4. Og 15. 0-30. OmL 2. 0-5. Og 1. 0-3. Og 0. 1-2. OmL 0. 1-2. Ogo优选的，按上述配方称取定量的腐蚀抑制剂，溶入定量的去离子水中，然后加入粘结剂，分散剂，有机溶剂，搅拌使之溶解，在搅拌状态下缓慢加入铝锌硅合金粉和纳米氧化物颗粒增强剂，然后加入增稠剂，搅拌过程中控制油浴的温度为20-30°C，搅拌0. 5-lh。优选的，其中所述有机溶剂为乙二醇，所述粘结剂为硼酸脂偶联剂，所述腐蚀抑制剂为硼酸，所述增稠剂为羟乙基纤维素，所述分散剂为聚硅氧烷二丙二醇单甲醚，其中所述纳米氧化物颗粒增强剂选自Al203、Si&中的一种或两种。优选的，其中所述铝锌硅合金粉由Si、Al、Si、以及一种或多种选自Mg、RE、Ti、Ni 和Mn的元素组成。优选的，其中各组成成份的质量百分比为Ζη:35 58%，Si :0. 3 4. 0%，Mg 0. 1 5. 0%,RE :0. 02 1. 0%,Ti :0. 01 0. 5%,Ni :0. 1 3. 0%,Mn :0. 01 1. 0%。优选的，其中所述涂覆的方法为刷涂、浸涂或喷涂。优选的，其中采用浸涂方法进行涂覆时，将工件浸入到涂液中2-aiiin后取出，浙干以去除多余涂液。优选的，其中所述步骤d是在80°C下的干燥箱内预烘15-20分钟。优选的，其中所述步骤e是在烧结炉中100-200°C下烘烤固化25_30分钟。优选的，其中所述二次涂覆为将烘烤后的工件冷却至室温后重复上述步骤c至步骤f的过程。本专利技术提供的涂液，通过合金成分等的优化，首次开发了一种水溶性无铬低温固化耐海洋气候腐蚀Al-Zn-Si合金涂料。该涂料具有环境友好、性态稳定、涂层制备能耗低等特点。本专利技术提供的涂液，通过加入粘结剂、腐蚀抑制剂、分散剂和增稠剂等做成金属涂料，可以利用喷涂、刷涂等方法在工件表面形成涂层，突破了目前铝锌硅涂层主要采用热镀方法制备的约束。并且涂层的耐腐蚀、耐磨性、抗冲蚀能力较热浸镀铝锌硅涂层和锌铝涂层有大幅度的提高，适用于大气多雨、高温、多盐雾和强风流等海洋腐蚀性恶劣环境，为风电、 船舶等重要工程部件提供了综合性能优异的耐腐蚀防护方法。与热镀等工艺相比，本专利技术的涂层制备工艺温度低)，克服了热镀合金涂层工艺温度高(大于600°C)导致的工件变形和力学性能降低等技术难题；可以利用喷涂、刷涂等方法在工件表面形成涂层，工艺方法、设备简单，适合于大型复杂零件处理，拓宽了涂料的应用范围。采用本专利技术的涂层作防腐处理的工程零件具有许多优异性能，如优异的耐蚀性， 优良的抗冲刷性能，且高耐热腐蚀性极好，涂层即使长时间置于高温条件下，其外观也不会变化。所制备的涂层与基体结合力强、耐腐性能优、耐磨性能好、使用寿命长。另外涂层不但与金属基体有较强的附着力，同时与其它各种附加涂层也有较好的结合力，不只是具有美观的亚光银灰色，还可以附加涂层成各种颜色，同时弥补了现有技术中自身硬度较低的不足。综上所述，本专利技术开发的耐海洋气候工程零件表面涂层的涂覆处理工艺，解决了工程零件海洋腐蚀问题的迫切需要，在海洋工程及近海风电等工业装备的腐蚀工程中具有重要的应用前景。附图说明图1涂覆处理工艺流程。具体实施例方式(1)涂液配方其中所述配置涂液按下述配比铝锌硅合金粉有机溶剂纳米氧化物颗粒增强剂去离子水粘结剂腐蚀抑制剂分散剂增稠剂=30. 0-50. Og 10. 0-25. OmL 1. 0-4. Og 15. 0-30. OmL 2. 0-5. Og 1. 0-3. Og 0. 1-2. OmL 0. 1-2. Ogo优选的，其中所述有机溶剂为乙二醇，所述粘结剂为硼酸脂偶联剂，所述腐蚀抑制剂为硼酸，所述增稠剂为羟乙基纤维素，所述分散剂为聚硅氧烷二丙二醇单甲醚，其中所述纳米氧化物颗粒增强剂选自Al203、Si&中的一种或两种。优选的，其中所述铝锌硅合金粉由Si、Al、Si、以及一种或多种选自Mg、RE、Ti、Ni 和Mn的元素组成。优选的，其中各组成成份的质量百分比为Ζη:35 58%，Si :0. 3 4. 0%，Mg 0. 1 5. 0%,RE :0. 本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：冯立新，张敏燕，缪强，
申请(专利权)人：江苏麟龙新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：