專利名稱：多層耐腐蝕涂層及包含該涂層的部件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及耐腐蝕涂層領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
由于使用環(huán)境的原因，某些情況下會導(dǎo)致金屬部件易受腐蝕而影響其使用壽命， 例如一些在惡劣環(huán)境中使用的鋼絲、鋼絞線、管材、板材和帶材等，特別是汽車管路系統(tǒng)中 所使用的管材，所有這些部件需要具備耐腐蝕的性質(zhì)來保證其使用壽命。以汽車管路系統(tǒng) 中所使用的管材為例，需要保證其管材的壽命，以進一步保障汽車的正常運行。目前，耐腐 蝕的管材最常用的制備方法是在管材的表面涂覆耐腐蝕的涂層來增強其耐腐蝕性，例如熱 浸鍍鋅鋁合金涂層。耐中性鹽霧實驗是用來檢測涂層管材的耐腐蝕性的常用方法。在耐中性鹽霧實驗 中，目前常用的熱浸鍍鋅鋁合金涂層一般在200小時以內(nèi)出現(xiàn)紅銹。但是，隨著人們對汽車 性能等各方面要求的進一步提高，其管材的耐腐蝕性能也需要進一步提高，以適應(yīng)整個汽 車生產(chǎn)的要求。目前，盡管多層耐腐蝕涂層也已經(jīng)投入使用，但由于涂層材料本身的限制，仍然難 以滿足汽車工業(yè)生產(chǎn)中日益提高的耐腐蝕性要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種多層耐腐蝕涂層，其中包括第一涂層，以質(zhì)量百分率計包括 5 7%的Al、2. 5 3. 5%的Mg、0. 03 0. 5%的稀土元素、微量的雜質(zhì)和余量的Zn。該涂 層在耐中性鹽霧實驗中，可以承受至少500 1500小時鹽霧試驗不出紅銹，而且，涂層附著 力良好。在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方式中，上述稀土元素可為鑭系元素中的至少一種。在 另一個優(yōu)選實施方式中，本發(fā)明所用稀土元素可為La、Ce及其組合中的至少一種。在本發(fā) 明又一個優(yōu)選的實施方式中，所使用的稀土元素可為La和Ce。在本發(fā)明的優(yōu)選實施方式中，稀土元素的含量為0. 03 0. 3%，Mg的含量為 2. 75 3. 25%,A1的含量為5. 5 6. 5%。上述微量的雜質(zhì)為本領(lǐng)域所公知的合金制備中 難以避免的雜質(zhì)，包括Fe彡0. 02%, Cu彡0. 02%, Pb彡0. 01%、Cd彡0. 001%和其他雜 質(zhì)彡0. 2%。在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方式中，第一涂層的厚度為3 18微米。在另一個優(yōu)選 的實施方式中，進一步包括第二涂層，選自由富鋁環(huán)氧樹脂涂層、PA尼龍涂層、PA尼龍涂層 +PP聚丙烯樹脂涂層、底漆+PVF或PVDF涂層構(gòu)成的組中。其中，富鋁環(huán)氧樹脂涂層的厚度 范圍為3微米以上，一般為3 10微米，PA尼龍涂層的厚度范圍為120微米以上，PP聚丙 烯樹脂涂層的厚度范圍為0. 85 1. 2毫米，PVF或PVDF涂層的厚度為15微米以上，PVF平 均厚度可為20 30微米，PVDF平均厚度可為25 60微米。第二涂層可優(yōu)選使用富鋁環(huán)氧樹脂涂層。本發(fā)明的該優(yōu)選實施方式的涂層在耐中性鹽霧實驗中可以達到3000小時鹽霧試驗不出紅銹。本發(fā)明還提供了一種具有上述任一種涂層的部件，包括用于汽車制動或燃料管路 的部件。這些部件與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有大大改善的抗腐蝕效果，例如，第一涂層耐中性鹽 霧時間增加為500 1500小時，在優(yōu)選的實施方式中，第一涂層+富鋁環(huán)氧樹脂涂層可以 達到3000小時不出紅銹。使用第一涂層+其他第二涂層的部件會提供更加優(yōu)良的防腐性 能，并且，帶有上述涂層的部件具有良好的可加工性。


圖1為根據(jù)本發(fā)明一個實施方式制備的多層防腐蝕涂層管材的橫切面示意圖。圖2為根據(jù)本發(fā)明的另一個實施方式制備的多層防腐蝕涂層管材的橫切面示意 圖。圖3為根據(jù)本發(fā)明的又一個實施方式制備的多層防腐蝕涂層管材的橫切面示意 圖。圖4為根據(jù)本發(fā)明的又一個實施方式制備的多層防腐蝕涂層管材的橫切面示意 圖。圖5為根據(jù)本發(fā)明實施例制備的防腐蝕涂層管材照片。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施方式
進一步詳細地說明本發(fā)明，但應(yīng)理解的是，這些實施方式 僅僅為示例的目的，本發(fā)明并不限于這些實施方式。本發(fā)明提供了一種多層耐腐蝕涂層，其中包括由下列物質(zhì)構(gòu)成的第一涂層以質(zhì) 量百分率計，5 7%的A1 ；2. 5 3. 5%的Mg ；0. 03 0. 5%的稀土元素；余量為Zn和一 些制備中不可避免的雜質(zhì)。其中雜質(zhì)的含量控制在Fe不超過0. 02% ；Cu不超過0. 02% ； Pb不超過0.01% ；Cd不超過0.001% ；其他雜質(zhì)不超過0.2%。第一涂層的厚度范圍優(yōu)選 為3 18微米。稀土元素可為鑭系元素中的至少一種。優(yōu)選地，稀土元素為La、Ce及其組合中的 至少一種。特別優(yōu)選所述稀土元素為La和Ce，其中La和Ce可以以任意比混合加入。稀 土元素的含量優(yōu)選為0. 03 0. 3%。Mg的含量優(yōu)選為2. 75 3. 25%。A1的含量優(yōu)選為 5. 5 6. 5%。在一個實施方式中，如圖1所示，在基礎(chǔ)管材上涂覆第一涂層之后，繼續(xù)涂覆富鋁 環(huán)氧樹脂涂層，富鋁環(huán)氧樹脂涂層的厚度范圍可為3 10微米。經(jīng)檢測，性能如下1)該多層涂層管材在耐中性鹽霧實驗中可以達到3000小時鹽霧試驗不出紅銹；2)該多層涂層管材經(jīng)過刀刻+1000小時鹽霧實驗后，蠕變量不超過1.5mm，并且經(jīng) 壓縮空氣吹后不出現(xiàn)附著層脫落；3)該多層涂層管材在循環(huán)腐蝕試驗之后，仍然可以承受較大爆破壓力，例如基礎(chǔ)管材外徑10mm以下管材可以承受14MPa爆破壓力；4)該多層涂層管材在剎車液中浸泡24小時后無涂層軟化和涂層缺陷；5)該多層涂層管材涂層附著性良好，經(jīng)濕熱附著力試驗檢測，有至少99%的附
在另一個實施方式中，如圖2所示，在基礎(chǔ)管材上涂覆第一涂層之后，繼續(xù)涂覆 PA11或PA12尼龍涂層，尼龍涂層的厚度范圍為120微米以上。該多層涂層管材的耐腐蝕等 性能優(yōu)于上述第一涂層+富鋁環(huán)氧樹脂涂層的涂層管材。在另一個實施方式中，如圖3所示，在基礎(chǔ)管材上涂覆第一涂層之后，繼續(xù)涂覆 PA11或PA12尼龍涂層+PP (聚丙烯樹脂)涂層，PA尼龍涂層的厚度范圍為120微米以上， PP聚丙烯樹脂涂層的厚度范圍為0. 85 1. 2毫米。該多層涂層管材的耐腐蝕等性能也優(yōu) 于上述第一涂層+富鋁環(huán)氧樹脂涂層的涂層管材。在又一個實施方式中，如圖4所示，在基礎(chǔ)管材上涂覆第一涂層之后，以底漆作為 粘結(jié)劑，再繼續(xù)涂覆PVF或PVDF涂層，厚度為15微米以上，構(gòu)成多層耐腐蝕涂層。同樣，該 多層涂層管材的耐腐蝕性能也優(yōu)于上述第一涂層+富鋁環(huán)氧樹脂涂層的涂層管材。本發(fā)明的涂層不僅僅可以應(yīng)用于汽車制動與燃料管路，還可以擴展到汽車上使用 的各種流體承載管路，包括變速箱管路，動力轉(zhuǎn)向管路，冷卻管路，發(fā)動機管路等等。這種涂 層產(chǎn)品可以使用的基體管材例如單層焊接低碳鋼管、單層無縫低碳鋼管、雙層焊接低碳鋼 管、未涂層的低碳鋼管、帶有鍍銅涂層的低碳鋼管、帶有鍍鎳涂層的低碳鋼管、帶有鋅鎳涂 層的低碳鋼管等等。下面以汽車管路管材為例，具體說明本發(fā)明各種實施方式涂層的耐腐蝕效果。實施例1采用4. 76DW雙層管試驗了雙層涂層試驗涂覆第一涂層之后，再涂覆富鋁環(huán)氧樹 脂(可商購)涂層。第一涂層厚度最小3微米，涂層平均重量50 60g/m2，后續(xù)的富鋁環(huán) 氧樹脂涂層厚度最小3微米，平均重量> 10g/m2。涂覆完畢后進行系列試驗驗證，TI汽車 (中國)實驗室給出驗證報告如下表1所示表 1 實施例2為了進一步驗證涂層性能，安排4. 76DW/6. 35DW/6. 35SW/7. 94SW四種管材在線擴 大試驗，試驗完畢后又進行了系列驗證，TI汽車(中國)實驗室給出驗證報告如表2所示:表2 重復(fù)擴大試驗的結(jié)果表明，這種多層耐腐蝕涂層管材具有優(yōu)良的防腐性能。實施例3為了進一步驗證涂層管材的可加工性，分別對上述實施例1和2的涂層管材安排 了彎曲成型及擴口試驗，結(jié)果滿足A0005-115度擴口試驗，Z183-90度雙重擴口試驗要求。 成型擴口圖片如圖5所示。
本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)了解的是，本發(fā)明所述涂層也適用于金屬防腐的其他方面，例 如一些在惡劣環(huán)境中使用的鋼絲、鋼絞線、管材、板材和帶材等需對抗惡劣環(huán)境的金屬部 件，而并不限于本發(fā)明實施方式所公開的上述金屬部件，即不局限在汽車管路系統(tǒng)的其他 應(yīng)用領(lǐng)域。本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求書所限定，本領(lǐng)域技術(shù)人員通過實踐可知的對此處所 公開的具體實施方式
的各種修改和等同替換均落入本發(fā)明要求保護的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
一種多層耐腐蝕涂層，其中包括第一涂層，以質(zhì)量百分率計包括5～7％的Al、2.5～3.5％的Mg、0.03～0.5％的稀土元素、微量的雜質(zhì)和余量的Zn。
2.如權(quán)利要求1所述的涂層，其中所述稀土元素為鑭系元素中的至少一種。
3.如權(quán)利要求2所述的涂層，其中所述稀土元素為La、Ce及其組合中的至少一種。
4.如權(quán)利要求3所述的涂層，其中所述稀土元素為La和Ce。
5.如權(quán)利要求1所述的涂層，其中稀土元素的含量為0.03 0. 3%。
6.如權(quán)利要求1所述的涂層，其中Mg的含量為2.75 3. 25%。
7.如權(quán)利要求1所述的涂層，其中A1的含量為5.5 6.5%。
8.如權(quán)利要求1所述的涂層，其中所述微量的雜質(zhì)含量范圍為0 0.251%。
9.如權(quán)利要求8所述的涂層，其中所述微量的雜質(zhì)包括Fe^0. 02% ；Cu ^ 0. 02% ； Pb ^ 0. 01% ；Cd 彡 0. 001% ；和其他雜質(zhì)彡 0. 2%。
10.如權(quán)利要求1所述的涂層，其中第一涂層的厚度為3 18微米。
11.如權(quán)利要求1 10中任一項所述的涂層，其中進一步包括第二涂層，所述第二涂 層選自由富鋁環(huán)氧樹脂涂層、PA尼龍涂層、PA尼龍涂層+PP聚丙烯樹脂涂層、底漆+PVF或 PVDF涂層構(gòu)成的組中。
12.如權(quán)利要求11所述的涂層，其中富鋁環(huán)氧樹脂涂層的厚度范圍為3微米以上，PA 尼龍涂層的厚度范圍為120微米以上，聚丙烯樹脂涂層的厚度范圍為0. 85 1. 2毫米，PVF 或PVDF涂層的厚度為15微米以上。
13.如權(quán)利要求11所述的涂層，其中第二涂層為富鋁環(huán)氧樹脂涂層。
14.如權(quán)利要求1所述的涂層，其中所述涂層用于汽車上使用的流體承載管路。
15.如權(quán)利要求14所述的涂層，其中所述汽車上使用的流體承載管路包括制動管路、 燃料管路、變速箱管路、動力轉(zhuǎn)向管路、冷卻管路、發(fā)動機管路。
16.如權(quán)利要求1所述的涂層，其中所述涂層所適用的基體管材包括低碳鋼管。
17.如權(quán)利要求16所述的涂層，其中所述低碳鋼管包括單層焊接低碳鋼管、單層無縫 低碳鋼管、雙層焊接低碳鋼管、未涂層的低碳鋼管、帶有鍍銅涂層的低碳鋼管、帶有鍍鎳涂 層的低碳鋼管和帶有鋅鎳涂層的低碳鋼管。
18.具有如權(quán)利要求1 17中任一項所述的涂層的部件。
19.如權(quán)利要求18所述的部件，其中所述部件包括用于汽車上使用的流體承載管路的管材。
20.如權(quán)利要求19所述的部件，其中所述汽車上使用的流體承載管路包括制動管路、 燃料管路、變速箱管路、動力轉(zhuǎn)向管路、冷卻管路、發(fā)動機管路。
21.如權(quán)利要求18所述的部件，其中所述部件中使用的基體管材包括低碳鋼管。
22.如權(quán)利要求21所述的部件，其中所述低碳鋼管包括單層焊接低碳鋼管、單層無縫 低碳鋼管、雙層焊接低碳鋼管、未涂層的低碳鋼管、帶有鍍銅涂層的低碳鋼管、帶有鍍鎳涂 層的低碳鋼管和帶有鋅鎳涂層的低碳鋼管。
全文摘要
本發(fā)明提供一種多層耐腐蝕涂層及包含該涂層的部件，其中包括第一涂層，以質(zhì)量百分率計包括5～7％的Al、2.5～3.5％的Mg、0.03～0.5％的稀土元素、微量的雜質(zhì)以及余量的Zn；第二涂層，選自由富鋁環(huán)氧樹脂涂層、PA11或PA12(尼龍)涂層、PA11或PA12(尼龍)涂層+PP(聚丙烯樹脂)涂層、底漆+PVF或PVDF涂層構(gòu)成的組中。使用第一涂層+富鋁環(huán)氧樹脂涂層的部件可耐鹽霧試驗3000小時而不出現(xiàn)紅銹，同樣，使用第一涂層+其他第二涂層的部件會提供更加優(yōu)良的防腐性能，同時還具有優(yōu)良的可加工性，而且其涂層附著力很好。
文檔編號C09D163/00GK101875255SQ20091013592
公開日2010年11月3日 申請日期2009年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月30日
發(fā)明者單煥民, 孫其俊, 曹柏文, 李仕軍, 李國成, 翟樹民, 董立峰, 趙哲寧, 陳義方, 陳明洪, 黃金和 申請人:邦迪管路系統(tǒng)有限公司;邦迪汽車系統(tǒng)(長春)有限公司;武漢邦迪管路系統(tǒng)有限公司;邦迪管路系統(tǒng)(上海)有限公司;邦迪管路系統(tǒng)(重慶)有限公司;邦迪汽車系統(tǒng)(上海)有限公司;邦迪汽車系統(tǒng)(海南)有限公司