本發(fā)明涉及化學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種涂層的制備方法，特別涉及一種金屬表面耐磨防腐涂層的制備方法。

背景技術(shù)：

金屬材料的主要損失方式為磨損和腐蝕，其造成的經(jīng)濟(jì)損失非常巨大，據(jù)統(tǒng)計(jì)每年全世界有1/10鋼材是通過(guò)腐蝕、磨損而損耗掉。就我國(guó)而言，每年因腐蝕和磨損造成的損失近達(dá)4000億元。因此，為了提高鋼材的抗腐蝕耐磨損性能，在金屬表面制備防腐耐磨強(qiáng)化的涂層是一種經(jīng)濟(jì)且有效的途徑。

目前，金屬材料的耐磨防腐涂層的制備，一般采用高分子、水泥、特氟龍、搪瓷片等材料在金屬材料表層冷噴涂或者其他處理一層涂層，從而使金屬材料與外界隔離而達(dá)到耐磨防腐的效果。但這些材料都具有相應(yīng)的缺點(diǎn)，高分子材料不耐磨；水泥的防腐性效果低；特氟龍防腐性好，但耐磨性以及牢度性能差；搪瓷片不連續(xù)，在粘結(jié)處易受腐蝕和磨損，且容易爆瓷等。熱噴技術(shù)也越來(lái)越成為熱點(diǎn)，熱噴技術(shù)有等離子噴涂、超音速噴涂、電弧噴涂、火焰槍噴涂等。等離子與超音速噴涂不利于現(xiàn)場(chǎng)施工，且成本較高；電弧噴涂只能?chē)娡繉?dǎo)電的金屬絲材，而金屬防腐效果不理想；火焰槍噴涂適用性強(qiáng)，成本較低，且可以噴涂各種粉體，例如：金屬粉體、合金粉體、金屬氧化物粉體等。目前所用的噴涂粉體一般為金屬粉或合金噴涂在金屬表面，這種涂層易被氧化且耐磨性不好；單一的金屬氧化物粉體熔點(diǎn)較高，例如al2o3熔點(diǎn)2054℃，la2o3熔點(diǎn)2217℃，zro2熔點(diǎn)2700℃，而火焰噴涂只能?chē)娡咳埸c(diǎn)較低的金屬或者金屬氧化物，而一般而言，熔點(diǎn)越低，化學(xué)穩(wěn)定性能、機(jī)械性能越差，反之亦然?；鹧鎳娡繃娡扛呷埸c(diǎn)的物質(zhì)成為一個(gè)難題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于上述金屬材料的耐磨防腐涂層的缺陷，本發(fā)明提供一種金屬表面耐磨防腐涂層的制備方法。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供的金屬表面耐磨防腐涂層的制備方法技術(shù)方案，包括如下步驟：

(1)制備al-la-zr粉體，包括如下步驟：

a-1將粉體la2o3、zro2和al2o3按照重量比2～12：1～6：2～12加去離子水混合均勻，然后球磨，得到分散均勻的漿料，

a-2將前述得到漿料通過(guò)噴霧干燥得到al-la-zr球形粉體，

(2)al-la-zr粉體對(duì)金屬材料進(jìn)行噴涂處理，包括如下步驟：

b-1將前述制備得到的al-la-zr球形粉體通過(guò)火焰噴槍，噴涂到金屬材料的表面，粉體在金屬材料表面形成一層涂層，

b-2將噴涂好的金屬材料，浸泡在硅溶膠里面一段時(shí)間，然后在一定溫度保溫后緩慢降溫，得到密封和表面光滑的陶瓷涂層。

本發(fā)明的一優(yōu)選技術(shù)方案中，a-1步驟中，在球磨時(shí)加入分散劑，所述分散劑選自pva或聚乙醇6000，分散劑固含量為0.2～0.5％。

本發(fā)明的一優(yōu)選技術(shù)方案中，粉體la2o3、zro2和al2o3按照重量比2～5：1～3：2～5加去離子水混合均勻，然后球磨1～12h，得到分散均勻的漿料；更優(yōu)選地，粉體la2o3、zro2和al2o3按照重量比2：1：2加去離子水混合均勻。

本發(fā)明的一優(yōu)選技術(shù)方案中，a-2步驟中得到的al-la-zr粉體粒徑范圍為2～100μm，優(yōu)選為10～35μm。

本發(fā)明的一優(yōu)選技術(shù)方案中，在步驟b-1前，先將待噴涂的金屬材料通過(guò)噴砂處理，去除金屬表面附著有油脂、灰塵及氧化皮等污物，且得到的金屬表面粗糙適當(dāng)。

本發(fā)明的一優(yōu)選技術(shù)方案中，步驟b-1中，粉體在金屬材料表面形成0.05～0.5mm的涂層。

本發(fā)明的一優(yōu)選技術(shù)方案中，步驟b-2中，將噴涂好的金屬材料，浸泡在硅溶膠里面30min～3h，然后在100℃～300℃保溫1h～6h后緩慢降溫，從而得到密封和表面光滑的陶瓷涂層。優(yōu)選地，步驟b-2中，將噴涂好的金屬材料，浸泡在硅溶膠里面30min～1h，然后在200℃～300℃保溫5h～6h后緩慢降溫，從而得到密封和表面光滑的陶瓷涂層。

本發(fā)明為克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，將al2o3，la2o3，zro2粉體以及分散劑按照一定比例混合進(jìn)行球磨，通過(guò)噴霧干燥制備al-la-zr粉體，然后通過(guò)火焰槍將粉體噴到金屬材質(zhì)表面，形成一層陶瓷涂層，然后將用硅溶膠、鋁溶膠等將陶瓷涂層的細(xì)小孔洞進(jìn)行封孔，所制備的al-la-zr涂層對(duì)金屬材料進(jìn)行保護(hù)，經(jīng)測(cè)試具有高度的防腐性和耐磨性。該制備方法突破了傳統(tǒng)之前涂層處理的耐磨不防腐，防腐不耐磨的缺點(diǎn)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1、本發(fā)明所使用的al2o3，la2o3，zro2粉體等熔點(diǎn)高，化學(xué)性能穩(wěn)定，機(jī)械性能優(yōu)越。所制備的al-la-zr粉體流動(dòng)性好，分散性好，不易結(jié)塊，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，穩(wěn)定性極好，便于操作，易于進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)。

2、本發(fā)明中所得到的涂層，經(jīng)過(guò)w-xm無(wú)釉磚耐磨性能測(cè)定儀進(jìn)行測(cè)試，所得到的磨損量均小于0.3％，說(shuō)明al-la-zr粉體在耐磨涂層中可以明顯提升涂層的耐磨性能。

3、本發(fā)明中所得到的涂層，經(jīng)過(guò)鹽霧以及耐酸耐堿試驗(yàn)后，并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)明顯的損壞。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述：

圖1為本發(fā)明實(shí)施例1的陶瓷涂層耐磨測(cè)試；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例2的陶瓷涂層耐磨測(cè)試；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例3的陶瓷涂層耐磨測(cè)試。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式做詳細(xì)的說(shuō)明。在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明。但是本發(fā)明能夠以很多不同于在此描述的其它方式來(lái)實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類(lèi)似改進(jìn)，因此本發(fā)明不受下面公開(kāi)的具體實(shí)施例的限制。

除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語(yǔ)與屬于本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在本發(fā)明的說(shuō)明書(shū)中所使用的術(shù)語(yǔ)只是為了描述具體的實(shí)施例的目的，不是旨在于限制本發(fā)明。本文所使用的術(shù)語(yǔ)“及/或”包括一個(gè)或多個(gè)相關(guān)的所列項(xiàng)目的任意的和所有的組合。

以下結(jié)合附圖描述本發(fā)明具體實(shí)施方式。

實(shí)施例1：

取la2o3，zro2，al2o3粉體分別為200g，100g，200g，添加80g(5％)pva以及1420g去離子水，添加到球磨機(jī)中進(jìn)行球磨7h，球磨結(jié)束后所得到漿料；將漿料通過(guò)蠕動(dòng)泵打到噴霧干燥機(jī)內(nèi)，進(jìn)行噴霧干燥得到球形，顆粒大小在2～100μm的al-la-zr粉體；取所制備的al-la-zr粉體400g，通過(guò)火焰槍對(duì)噴砂處理過(guò)的5塊100*150mm的碳鋼進(jìn)行噴涂，所得到的0.5mm厚的陶瓷涂層，采用w-xm無(wú)釉磚耐磨性能測(cè)定儀做產(chǎn)品的耐磨性能試驗(yàn)，經(jīng)過(guò)w-xm無(wú)釉磚耐磨性能測(cè)定儀進(jìn)行耐磨測(cè)試2min，結(jié)果如圖1。對(duì)陶瓷涂層進(jìn)行耐腐蝕檢測(cè)，結(jié)果如表1，可以看出，沒(méi)有封孔處理的樣品，不具有良好的防腐性能。而五個(gè)樣品的陶瓷涂層磨損量平均在0.3％，有較好的耐磨性，且五個(gè)樣品的耐磨性較為均一。

表1陶瓷涂層性能指標(biāo)

實(shí)施例2：

取la2o3，zro2，al2o3粉體分別為200g，100g，200g，添加80g(5％)pva以及1420g去離子水，添加到球磨機(jī)中進(jìn)行球磨7h，球磨結(jié)束后所得到漿料；將漿料通過(guò)蠕動(dòng)泵打到噴霧干燥機(jī)內(nèi)，進(jìn)行噴霧干燥得到球形，顆粒大小在2～100μm的al-la-zr粉體；取所制備的al-la-zr粉體400g，通過(guò)火焰槍對(duì)噴砂處理過(guò)的5塊100*150mm的碳鋼進(jìn)行噴涂，所得到的0.1mm厚的陶瓷涂層，降溫后，放在納米硅溶膠浸泡30min，經(jīng)過(guò)300℃保溫4h，后緩慢降溫，得到耐磨防腐的陶瓷涂層，采用w-xm無(wú)釉磚耐磨性能測(cè)定儀做產(chǎn)品的耐磨性能試驗(yàn)，經(jīng)過(guò)w-xm無(wú)釉磚耐磨性能測(cè)定儀進(jìn)行耐磨測(cè)試2min，結(jié)果如圖2。對(duì)陶瓷涂層進(jìn)行耐腐蝕檢測(cè)，結(jié)果如表2，處理較薄的陶瓷涂層，防腐性能一般，五個(gè)樣品的陶瓷涂層磨損量平均在0.3％，有較好的耐磨性，且五個(gè)樣品的耐磨性較為均一。

表2陶瓷涂層性能指標(biāo)

實(shí)施例3：

取la2o3，zro2，al2o3粉體分別為200g，100g，200g，添加67g(5％)pva以及1100g去離子水，添加到球磨機(jī)中進(jìn)行球磨7h，球磨結(jié)束后所得到漿料；將漿料通過(guò)蠕動(dòng)泵打到噴霧干燥機(jī)內(nèi)，進(jìn)行噴霧干燥得到球形，顆粒大小在2～100μm的al-la-zr粉體；取所制備的al-la-zr粉體400g，通過(guò)火焰槍對(duì)噴砂處理過(guò)的5塊100*150mm的碳鋼進(jìn)行噴涂，所得到的0.5mm厚的陶瓷涂層，降溫后，放在納米硅溶膠浸泡30min，經(jīng)過(guò)300℃保溫4h，后緩慢降溫，得到耐磨防腐的陶瓷涂層，采用w-xm無(wú)釉磚耐磨性能測(cè)定儀做產(chǎn)品的耐磨性能試驗(yàn)，經(jīng)過(guò)w-xm無(wú)釉磚耐磨性能測(cè)定儀進(jìn)行耐磨測(cè)試2min，結(jié)果如圖3。對(duì)陶瓷涂層進(jìn)行耐腐蝕檢測(cè)，結(jié)果如表3，五個(gè)樣品的陶瓷涂層磨損量平均在0.3％，有較好的耐磨性，且五個(gè)樣品的耐磨性較為均一。

表3陶瓷涂層性能指標(biāo)

以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)例的限制，上述實(shí)例和說(shuō)明書(shū)中描述的只是說(shuō)明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書(shū)及其等同物界定。