用于熱噴涂無(wú)機(jī)涂層的表面處理方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種能夠提高熱噴涂無(wú)機(jī)涂層的抗溶液腐蝕性能的用于熱噴涂無(wú)機(jī)涂層的表面處理方法。該表面處理方法，首先將具有熱噴涂無(wú)機(jī)涂層的試樣件固定于兩個(gè)惰性電極之間；接著將上述試樣件分別與兩個(gè)惰性電極連通，然后將試樣件與兩個(gè)惰性電極置于導(dǎo)電的可溶性金屬鹽溶液中進(jìn)行電解沉積處理；試樣件在導(dǎo)電的可溶性金屬鹽溶液中經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的電解沉積處理后，將其取出并在室溫下進(jìn)行干燥處理，然后試樣件在空氣中被緩慢加熱到300～400℃，保溫20～40分鐘，然后冷卻到室溫，實(shí)現(xiàn)對(duì)熱噴涂無(wú)機(jī)涂層整體的滲封處理，從而提高熱噴涂無(wú)機(jī)涂層抗溶液腐蝕性能和抗高溫氧化性能。適合在涂層制備后處理及修復(fù)【技術(shù)領(lǐng)域】推廣運(yùn)用。
【專利說(shuō)明】用于熱噴涂無(wú)機(jī)涂層的表面處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于涂層制備后處理及修復(fù)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種用于熱噴涂無(wú)機(jī)涂層的表面處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]采用熱噴涂技術(shù)在金屬表面制備氧化物等無(wú)機(jī)涂層是一種常用的表面防護(hù)處理方法。獲得的無(wú)機(jī)涂層可利用其耐磨損、抗腐蝕及隔熱等功能。當(dāng)利用其抗腐蝕功能時(shí)，由于采用熱噴涂技術(shù)獲得的涂層具有較大的孔隙率，相互連通的空隙構(gòu)成腐蝕介質(zhì)的短路通道，因此，直接使用的涂層只表現(xiàn)出有限的抗腐蝕性能，熱噴涂無(wú)機(jī)涂層的抗溶液腐蝕性能較差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種能夠提高熱噴涂無(wú)機(jī)涂層的抗溶液腐蝕性能的用于熱噴涂無(wú)機(jī)涂層的表面處理方法。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為:該用于熱噴涂無(wú)機(jī)涂層的表面處理方法，包括以下步驟:
[0005]A、將具有熱噴涂無(wú)機(jī)涂層的試樣件固定于兩個(gè)惰性電極之間；
[0006]B、將上述試樣件分別與兩個(gè)惰性電極連通，然后將試樣件與兩個(gè)惰性電極置于導(dǎo)電的可溶性金屬鹽溶液中進(jìn)行電解沉積處理；
[0007]C、試樣件在導(dǎo)電的可溶性金屬鹽溶液中經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的電解沉積處理后，將其取出并在室溫下進(jìn)行干燥處理，然后試樣件在空氣中被緩慢加熱到300~400°C，保溫20~40min,然后冷卻到室溫。
[0008]進(jìn)一步的是，在進(jìn)行步驟A之前，對(duì)具有熱噴涂無(wú)機(jī)涂層的試樣件進(jìn)行清洗處理。
[0009]進(jìn)一步的是，在步驟C中，進(jìn)行電解沉積處理過(guò)程中所使用的電流密度為2A/m2~3A/m2。
[0010]進(jìn)一步的是，在步驟C中，進(jìn)行電解沉積處理的時(shí)間為2min。
[0011]進(jìn)一步的是，在步驟C中，對(duì)試樣件進(jìn)行干燥處理的時(shí)間為15min。
[0012]進(jìn)一步的是，在步驟C中，試樣件在空氣中被緩慢加熱到350°C。
[0013]進(jìn)一步的是，在步驟C中，試樣件在空氣中被緩慢加熱的過(guò)程中，其升溫速率為1°C /min。
[0014]進(jìn)一步的是,在步驟C 中，所述保溫時(shí)間為30min。
[0015]進(jìn)一步的是，所述導(dǎo)電的可溶性金屬鹽溶液為0.5mol/L的A1 (N03)3水溶液。
[0016]進(jìn)一步的是，所述導(dǎo)電的可溶性金屬鹽溶液為0.5mol/L的Zr(N03)4乙醇溶液。
[0017]本發(fā)明的有益效果在于:本發(fā)明所述用于熱噴涂無(wú)機(jī)涂層的表面處理方法通過(guò)采用電解沉積的方法對(duì)熱噴涂無(wú)機(jī)涂層表面的縫隙和開(kāi)孔以及與之相連的內(nèi)部空隙進(jìn)行填充，實(shí)現(xiàn)對(duì)熱噴涂無(wú)機(jī)涂層整體的滲封處理，從而提高熱噴涂無(wú)機(jī)涂層抗溶液腐蝕性能，而且將熱噴涂無(wú)機(jī)涂層表面的縫隙和開(kāi)孔以及與之相連的內(nèi)部空隙進(jìn)行氧化物填充還可以大大提高熱噴涂無(wú)機(jī)涂層的抗高溫氧化性能。
【具體實(shí)施方式】
[0018]該用于熱噴涂無(wú)機(jī)涂層的表面處理方法，包括以下步驟:
[0019]A、將具有熱噴涂無(wú)機(jī)涂層的試樣件固定于兩個(gè)惰性電極之間，所述試樣件與兩個(gè)惰性電極之間的間距根據(jù)實(shí)際情況以及需求而定；
[0020]B、將上述試樣件分別與兩個(gè)惰性電極連通，然后將試樣件與兩個(gè)惰性電極置于導(dǎo)電的可溶性金屬鹽溶液中進(jìn)行電解沉積處理，電極之間的沉積電壓/電流根據(jù)實(shí)際情況以及需求而定；
[0021 ] C、試樣件在導(dǎo)電的可溶性金屬鹽溶液中經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的電解沉積處理后，導(dǎo)電的可溶性金屬鹽溶液中含有的氧化物前驅(qū)體就會(huì)沉積到熱噴涂無(wú)機(jī)涂層表面的縫隙和開(kāi)孔以及與之相連的內(nèi)部空隙中，接著將其取出并在室溫下進(jìn)行干燥處理，然后試樣件在空氣中被緩慢加熱到300~400°C，使沉積的氧化物前驅(qū)體熱解為相應(yīng)的氧化物，接著保溫20~40分鐘，然后冷卻到室溫，完成對(duì)熱噴涂無(wú)機(jī)涂層的滲封處理，為了提高電解沉積滲封效果，重復(fù)步驟A、B、C即可。
[0022]為了保證電解沉積的效果，在進(jìn)行步驟A之前，對(duì)具有熱噴涂無(wú)機(jī)涂層的試樣件進(jìn)行清洗處理，將一些殘留物以及雜質(zhì)清洗掉，避免在電解沉積過(guò)程中造成影響。
[0023]為了能夠使熱噴涂無(wú)機(jī)涂層表面的縫隙和開(kāi)孔以及與之相連的內(nèi)部空隙都填充滿氧化物前驅(qū)體，保證其填充效果，在步驟C中，進(jìn)行電解沉積處理過(guò)程中所使用的電流密度為 2A/m2 ~3A/m2。
[0024]為了在保證填充效果的同時(shí)提高處理效率，在步驟C中，進(jìn)行電解沉積處理的時(shí)間優(yōu)選為2min。
[0025]為了在保證干燥效果的同時(shí)提高干燥效率，在步驟C中，對(duì)試樣件進(jìn)行干燥處理的時(shí)間優(yōu)選為15min。
[0026]為了使沉積的氧化物前驅(qū)體能夠全部熱解為相應(yīng)的氧化物，同時(shí)也為了最大限度的節(jié)約能源，在步驟C中，試樣件在空氣中被緩慢加熱到350°C，進(jìn)一步的，在步驟C中，試樣件在空氣中被緩慢加熱的過(guò)程中，其升溫速率為1°C /min。
[0027]為了避免熱解后的氧化物發(fā)生其它的化學(xué)反應(yīng)，需要在高溫保持一段時(shí)間，為了使熱解后的氧化物不發(fā)生其它的化學(xué)反應(yīng)，在步驟C中，所述保溫時(shí)間優(yōu)選為30min。
[0028]為了提高電解沉積的效果，所述導(dǎo)電的可溶性金屬鹽溶液優(yōu)選為為0.5mol/L的A1 (N03) 3水溶液或者0.5mol/L的Zr (N03) 4乙醇溶液。
[0029]實(shí)施例1
[0030]配制0.5mol/L的Zr (N03)4乙醇溶液。將熱噴涂Zr02涂層的40碳鋼試樣件洗凈安裝到盛有上述溶液的沉積設(shè)備上，安裝惰性電極，調(diào)節(jié)電極和試樣件的距離，接通電源，設(shè)置電流密度為2A/m2，沉積2分鐘，取出試樣件，在室溫空氣中干燥15分鐘，置于350°C的加熱爐內(nèi)保溫30分鐘，然后冷卻到室溫，再重復(fù)處理上述電沉積和干燥、熱處理過(guò)程4次，實(shí)現(xiàn)對(duì)熱噴涂Zr02涂層的密封處理。
[0031]取電解沉積密封處理前后的熱噴涂Zr02試樣在3.5%的NaCl水溶液中進(jìn)行電化學(xué)測(cè)試。結(jié)果顯示，經(jīng)過(guò)電解沉積密封處理后的Zr02試樣，其極化曲線的自腐蝕電位明顯高于未處理試樣的自腐蝕電位，表明電解沉積密封處理可以顯著提高涂層在電解質(zhì)溶液中的抗腐蝕性能。
[0032]實(shí)施例2[0033]配制0.5mol/L的A1 (N03) 3水溶液，將熱噴涂A1203涂層的不銹鋼試樣件洗凈安裝到盛有上述溶液的沉積設(shè)備上，安裝惰性電極，調(diào)節(jié)電極和試樣件的距離，接通電源，設(shè)置電流密度為3A/m2，沉積2分鐘，取出試樣件，在室溫空氣中干燥15分鐘，置于350°C的加熱爐內(nèi)保溫30分鐘，然后冷卻到室溫，再重復(fù)處理上述電沉積和干燥、熱處理過(guò)程2次，實(shí)現(xiàn)對(duì)熱噴涂A1203涂層的密封處理。
[0034]取電解沉積密封處理前后的熱噴涂A1203試樣件在800°C和900°C進(jìn)行200小時(shí)循環(huán)氧化測(cè)試。結(jié)果顯示，經(jīng)過(guò)電解沉積密封處理后的試樣，其氧化增重量更低，表現(xiàn)出更優(yōu)異抗高溫氧化性能。
【權(quán)利要求】
1.用于熱噴涂無(wú)機(jī)涂層的表面處理方法，其特征在于包括以下步驟:A、將具有熱噴涂無(wú)機(jī)涂層的試樣件固定于兩個(gè)惰性電極之間；B、將上述試樣件分別與兩個(gè)惰性電極連通，然后將試樣件與兩個(gè)惰性電極置于導(dǎo)電的可溶性金屬鹽溶液中進(jìn)行電解沉積處理；C、試樣件在導(dǎo)電的可溶性金屬鹽溶液中經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的電解沉積處理后，將其取出并在室溫下進(jìn)行干燥處理，然后試樣件在空氣中被緩慢加熱到300~400°C，保溫20~40min,然后冷卻到室溫。
2.如權(quán)利要求1所述的用于熱噴涂無(wú)機(jī)涂層的表面處理方法，其特征在于:在進(jìn)行步驟A之前，對(duì)具有熱噴涂無(wú)機(jī)涂層的試樣件進(jìn)行清洗處理。
3.如權(quán)利要求1所述的用于熱噴涂無(wú)機(jī)涂層的表面處理方法，其特征在于:在步驟C中，進(jìn)行電解沉積處理過(guò)程中所使用的電流密度為2A/m2~3A/m2。
4.如權(quán)利要求1所述的用于熱噴涂無(wú)機(jī)涂層的表面處理方法，其特征在于:在步驟C中，進(jìn)行電解沉積處理的時(shí)間為2min。
5.如權(quán)利要求1所述的用于熱噴涂無(wú)機(jī)涂層的表面處理方法，其特征在于:在步驟C中，對(duì)試樣件進(jìn)行干燥處理的時(shí)間為15min。
6.如權(quán)利要求1所述的用于熱噴涂無(wú)機(jī)涂層的表面處理方法，其特征在于:在步驟C中，試樣件在空氣中被緩慢加熱到350°C。
7.如權(quán)利要求1所述的用于熱噴涂無(wú)機(jī)涂層的表面處理方法，其特征在于:在步驟C中，試樣件在空氣中被緩慢加熱的過(guò)程中，其升溫速率為1°C /min。
8.如權(quán)利要求1所述的用于熱噴涂無(wú)機(jī)涂層的表面處理方法，其特征在于:在步驟C中，所述保溫時(shí)間為30min。
9.如權(quán)利要求1所述的用于熱噴涂無(wú)機(jī)涂層的表面處理方法，其特征在于:所述導(dǎo)電的可溶性金屬鹽溶液為0.5mol/L的A1 (N03)3水溶液。
10.如權(quán)利要求1所述的用于熱噴涂無(wú)機(jī)涂層的表面處理方法，其特征在于:所述導(dǎo)電的可溶性金屬鹽溶液為0.5mol/L的Zr(N03)4乙醇溶液。
【文檔編號(hào)】C23F17/00GK103668344SQ201310686769
【公開(kāi)日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年12月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月16日
【發(fā)明者】張?chǎng)H, 趙君文, 胡琪, 劉莉, 韓靖, 戴光澤 申請(qǐng)人:西南交通大學(xué)