CN101158015A - 热喷铝钢铁基材表面封闭处理工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种热喷铝钢铁基材表面封闭处理工艺。属于金属表面处理技术领域。具体工艺流程是：工件上线→磷化→水洗→烘干→粉末涂装。本发明的有益效果是：工艺简便易行，处理效果突出，具有良好的推广应用价值。
Description
技术领域
本发明涉及钢铁基材热喷涂后的表面处理工艺技术，属于金属表面处理技术领域。具体地说是一种热喷铝钢铁基材表面封闭处理工艺。
背景技术
金属热喷涂是一种将熔融金属的高速粒子流喷在处理后的基体表面上，形成金属涂层的工艺技术。底材处理多采用抛丸或喷砂的方式进行，高处理要求的则先对钢铁构件进行高温灼烧除油后再进行抛丸或喷砂的方式处理，表面质量达到Sa2.5级以上的要求。喷涂的金属材料多的是锌、铝和铝锌合金，主要用以保护钢铁的大型结构件。喷涂铝比喷涂锌更适用于在恶劣的工业气氛和海洋大气中工作的构件，同时还具有耐磨、抗高温氧化和抗含硫化合物气体腐蚀的性能。喷涂层与基体的结合是半熔融的机械-冶金结合，比有机涂料，无机涂料在金属基体上的物理结合要坚实得多。
热喷涂层和涂料一样起着物理覆盖作用，而锌、铝本身在大气中耐蚀性能就比碳钢好得多；又由于锌、铝的氧化膜又能较好地阻挡水和其它介质的渗透。因此，其屏蔽作用比涂料强。锌、铝的电极电位均低于钢铁，在介质中当喷涂层局部破损或喷层孔隙处，锌、铝将作为牺牲阳极，从而对钢铁基体具有保护作用。
热喷涂金属层是由熔化金属雾化成4～40μm的微粒而黏附于钢铁基材的表面上，涂层结构较疏松，腐蚀介质可以很轻易地渗透浸入到钢铁基材，形成腐蚀，所以必须采用封闭涂料将热喷涂形成的金属层进行封闭，封闭涂层一般包括封闭底层、封闭中间层和封闭面层，目前最常见最普遍采用的是封闭面层，即在热喷涂结束后，将封闭材料喷刷于既有孔隙又均匀毛糙的喷铝(锌)层上，达到屏蔽腐蚀介质的作用，这种复合涂层不易剥落，防腐作用得到增强，当涂层发生破损、腐蚀介质存在时，金属喷涂层能够牺牲自己，保护钢铁基体不发生腐蚀，这比纯喷铝(锌)层的防护效果增加2.3～2.5倍。一般热喷铝加封闭处理的寿命为40～50年，在一般海洋大气环境下国外已有使用50多年的实例。
在实际应用中我们发现，在恶劣腐蚀环境下，许多采用上述工艺加工的钢铁构件，腐蚀介质仍能较快地穿透其外封闭层而侵蚀到金属基材，虽然可能是由于热喷涂层偏薄或是由于封闭层质量较差造成的，但无疑给材料的使用带来了严重的安全隐患。
发明内容
本发明的目的是提供一种热喷铝钢铁基材表面封闭处理工艺。本发明所述的工艺简单易行、处理效率高、钢铁基材磷化封闭效果好、工艺稳定有保证，底材封闭后
耐盐雾性能显著提高，外层涂装后，整个保护系统具有优异的抗腐蚀能力。
本发明是通过以下技术方案来实现的：封闭工艺的流程如下：工件上线→磷化→水洗→烘干→粉末涂装；其中：
磷化采用的是钢铁磷化技术，使用喷淋或浸渍方式在常温或中温下进行磷化；喷淋时磷化时间1-10min，浸渍时磷化时间8-20min，对钢铁基材底层进行封闭；
水洗为两道，使用去离子水或普通自来水清洗，水洗温度为常温或50-70℃，两道水洗时间累计为5-20分钟；
烘干是采用循环热风，在60-150℃下，烘至工件表面干燥无水汽；或采用红外或远红外方式中频加热工件，使工件表面达到干燥无水汽；
粉末涂装是按正常的喷涂工艺，喷涂加工各种具有耐候性的粉末涂料，如纯聚酯型、聚氨酯型、丙烯酸树脂型的粉末涂料，进行外层封闭；粉末涂装涂层的厚度为70-100μm.
由于热喷涂层的阻隔，各部分的处理时间相应延长，以保证处理效果；整个工艺应在热喷涂后的24h内完成，以保证防护处理质量。
铝是一种活性很强的金属，很容易与氧结合，生成一层致密、坚硬的氧化保护层，有效的防止铝涂层进一步氧化，本发明采用的是钢铁磷化液，在与抛丸、热喷涂处理后未被完全覆盖保护的钢铁基材反应形成抗蚀磷化膜层的同时，不与热喷涂的铝层发生化学反应，这样本发明既封闭保护了在热喷涂处理后钢铁基材仍然裸露的部分，又不影响腐蚀介质侵蚀钢铁基材时铝的阴极保护作用的发挥，显著提高了该复合涂层的整体防腐能力。
本发明的有益效果是：工艺简便易行，处理效果突出，具有良好的推广应用价值。
具体实施方式
下面结合实施例进一步阐明本发明的方案及效果。
实施例：
工艺流程为磷化→水洗→烘干→粉末涂装；
工件为护栏板，经脱脂、除锈、抛丸处理后，电弧喷铝，喷铝层厚度32-60μm，工件挂上悬挂链，采用喷淋方式磷化，磷化系统采用汉高Bonderite 401R磷化添加剂，其它配套材料为Accelerator 131促进剂、Grano starter 65中和剂，35-40℃中温条件下喷淋5分钟，接着用自来水进行一道常温水淋洗8分钟，再进行一道用去离子水喷淋5分钟，然后进入循环烘道用温度120℃热风烘烤15分钟，工件表面干燥无水汽，下线后即转至粉末涂装线，经140-180℃预热5-10min，静电喷涂绿色纯聚酯粉末涂料，200-220℃固化12-18分钟，冷却后下线，包装。
检测数据：聚酯层厚度70-100μm，磷化封闭后热喷涂涂层耐盐雾时间≥100h，进行聚酯外层涂装封闭后的护栏产品耐盐雾时间已超过3000h。
Claims (2)
1.一种热喷铝钢铁基材表面封闭处理工艺，其特征是：封闭工艺流程如下：工件上线→磷化→水洗→烘干→粉末涂装；
其中：
磷化采用的是钢铁磷化技术，对钢铁基材底层进行封闭；使用喷淋或浸渍方式，在常温或中温下进行磷化；喷淋时磷化时间1-10min，浸渍时磷化时间8-20min，
水洗为两道，使用去离子水或普通自来水清洗，水洗温度为常温或50-70℃，两道水洗时间累计为5-20分钟；
烘干是采用循环热风，在60-150℃下，烘至工件表面干燥无水汽；或采用红外或远红外方式中频加热工件，工件表面达到干燥无水汽；
粉末涂装是按正常的喷涂工艺，喷涂加工各种具有耐候性的粉末涂料，如纯聚酯型、聚氨酯型、丙烯酸树脂型的粉末涂料，进行外层封闭。
2.根据权利要求1所述的热喷铝钢铁基材表面封闭处理工艺，其特征是：粉末涂装涂层的厚度为70-100μm。
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