四川金属耐磨涂层表面工程

由于存在下述原因，对待喷涂零件表面进行粗化处理可使涂层与涂层以及涂层与基体之间的结合得到强化。

(1）使表面处于压应力状态；

(2）使变形粒子之间形成相互镶嵌联锁的叠层（或层次）结构；  

(3）增大结合面积；

(4）净化表面。

2.粗化程度表示法

鉴于不同基体材料、不同涂层对喷涂前基体表面的粗糙度要求不同，要想获得涂层所需要的理想粗化表面，必须认真分析零件工况使用条件，并谨慎选取粗化所用的材料及粗化方法，并能通过某种方法对粗化表面进行测量。

粗化程度表示法一般借用机械设计中常用的表面粗糙度来表示待喷零件表面的粗化程度，其单位为微米（μm）。表面粗糙度主要反映零件表面的凹凸不平程度。 四川金属耐磨涂层表面工程

    由于钢铁件长期处在各种气氛、不同水质的浸渍和不同介质的侵蚀的环境中，受到不同程度的腐蚀。全世界每年生产的钢铁，约有十分之一变为铁锈，大约30％的钢铁设备因腐蚀而损坏。在工业发达的国家，每年因金属腐蚀而造成的损失占国民生产总值的1～4％。采用油漆防护，防护期一般只有短短的二、三年。频繁的维修，造成大量人力、物力和财力的消耗。在钢铁表面喷铝，可以制备出长效防腐蚀复合涂层，有效防护期一般可达20～30年。因此，热喷铝技术在钢铁件防腐方面的应用，是现代钢铁行业防腐保护的重要措施。铝表面致密的氧化膜使其具有很好的耐腐蚀性能，所以铝能耐化学介质的腐蚀和对具有氧化性的酸都有一定防护作用，铝的标准电极电位为，远低于铁的标准电极电位（）故喷涂到钢铁零件上，在有电解质存在时，涂层为阳极防护层，保护基体不被腐蚀。由于热喷涂铝有其特殊的优点和经济效益，近年来，工业发达的国家多用于铁路、公路、城市立交桥的钢铁构件、高压输电铁塔、石油开采井架、电视转播塔、大型运输皮带架、各种大型容器、化工反应塔、船舶舰艇、板材类钢铁构件、许多暴露于大气中、高温下，工业气氛。四川金属耐磨涂层表面工程

    金属热喷涂技术应用十分范围广，选择不同性能的涂层材料和不同的热喷涂工艺方法，所制备的涂层具有不同的性能。热喷涂技术工艺方法很多，而且各具特点，不过无论采用哪种喷涂工艺，所形成的涂层原理和涂层结构基本一致，那么，金属涂层的形成具体需要经历那些阶段呢？1、加热熔化阶段：一般热喷涂材料为线材（棒材）或者粉末材料，进行喷涂时，其端部连续不断的金属热源高温区，不断进行加热，直到被加热至熔化或者半熔化状态；2、雾化阶段：这个阶段主要发生在线材（棒材）喷涂过程汇总，当被加热熔化形成熔滴，然后在外加压缩气流或热源自身气流动力的作用下，其端部熔滴雾化城细微微粒并加速飞行；而粉末材料的状态下，粉末材料被加热到足够高的温度，超过材料的熔点形成熔滴的时候，在高速气流的所用下雾化破碎成细微粒并加速飞行；3、飞行阶段：加热至熔化或者半熔化状态的粒子在外加压缩气流或者热源自身气流动力的作用下被加速飞行，其飞行过程中速度是随之减慢的；4、碰撞沉积阶段：具有一定温度和速度的喷涂粒子在接触基体材料的瞬间，以一定的动能冲击基体材料表面，产生强烈的碰撞，碰撞瞬间喷涂粒子的动能转化为热能并传递给基体材料。

在喷涂前对非喷涂表面进行遮蔽处理时，还可采用以下方法完成遮蔽保护。

1．采用保护罩,根据零件特点对非喷涂部位预先做好保护罩，在粗化和喷涂前使用；  

2．在非喷涂部位捆扎薄铜皮或薄铁皮；

3．在喷涂表面附近刷涂涂层防粘材料；  

4．采用木塞、石墨棒或其它耐热非金属材料堵塞喷涂表面的键槽、油孔或螺纹孔，堵塞块要高出基体表面约1.5mm，以利喷涂完毕后进行。

五、表面粗化

清洗之后，可采用多种方法对零件表面进行粗化处理，其中**常用的方法有两种，即喷砂粗化处理和电火花拉毛粗化处理。

正确的粗化处理与清洗过程同样重要。在热喷涂过程中，处于熔融或半熔融状态的加热粒子碰撞到基体表面后，经变形形成薄片，当它们冷却或硬化时，必然粘附到工件表面。经过粗化处理的表面，有助于涂层的机械结合。

表面净化是实施热喷涂前基体表面制备，主要用于除去所有喷涂表面的污垢，包括氧化皮、油渍、油脂和油漆等，喷涂过程的热不能除去这些污垢，这些污垢会严重影响涂层与基体的粘结。将这些污垢去除之后，清洁表面要一直保持，所有的喷涂表面都应小心保护，当待喷零件搬运时，要使用清洁工具，以免沾染灰尘和手印，从而导致表面发生二次污染。

表面机械加工是另外一种表面预处理方法，通常是由车削或磨削来完成，其中，采用车削加工可使涂层与基体之间的结合面积增加30%左右，并且能提高涂层的抗剪切能力。表面经过车削或磨削后，还必须采用喷砂粗化或其它粗化方法进行表面处理，以进一步提高涂层与基体之间的结合强度。在热喷涂技术中，经常采用的表面机械加工方法有下切、开槽和平面布钉或切缝三种。 四川金属耐磨涂层表面工程

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    涂层的耐腐蚀性能得到了较大的提高。环氧清漆是以环氧树脂为基，加入煤焦沥青或酚醛树脂，溶于混合有机溶剂中调剂而成的，该封孔剂具有良好的耐水性和较好的附着能力。煤焦油环氧树脂可应用于长期浸渍在海水或淡水中的涂层。催化型的环氧树脂作为封孔剂，可用于密封大面积或不能烘烤的涂层，催化剂要与喷涂的金属和使用的环境相适应。SugehisLiscano等分别采用苯酚树脂和环氧树脂作为封孔剂对等离子喷涂Al2O3-13％TiO2涂层进行了封孔，结果表明：环氧树脂和苯酚树脂均可以明显的降低涂层的孔隙率，腐蚀电流明显降低，腐蚀电压得到了很大的提高，涂层的耐腐蚀性能得到了较大地提高。有机硅涂料是以有机硅树脂为主要成分，采用丙烯酸树脂、环氧树脂或醇酸树脂等改性，并且加入各种添加剂和有机溶剂配制而成的。该封孔剂具有较高的耐热性，耐水性和耐腐蚀性能，常用于较高温度下使用的耐腐蚀涂层。易茂中等分别采用水玻璃、有机硅树脂和Ni-Cr-B-Si对等离子喷涂ZrO2涂层进行了封孔处理，实验结果显示：有机硅树脂的封孔效果Z好，Ni-Cr-B-Si涂层次之，水玻璃的效果不太明显。江志强等以硅酸乙酯为封孔剂在等离子喷涂ZrO2-8％Y2O3涂层上进行了封孔处理，结果表明通过2次刷涂。四川金属耐磨涂层表面工程

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