CN102676900A

CN102676900A - 一种用于金属管道的铬基耐磨涂层及其制备方法

Info

Publication number: CN102676900A
Application number: CN2012101542997A
Authority: CN
Inventors: 信绍广; 李军
Original assignee: Xinxing Ductile Iron Pipes Co Ltd
Current assignee: Xinxing Ductile Iron Pipes Co Ltd
Priority date: 2012-05-17
Filing date: 2012-05-17
Publication date: 2012-09-19

Abstract

本发明涉及一种用于金属管道的铬基耐磨涂层及其制备方法。一种用于金属管道的铬基耐磨涂层，包括下列重量百分比组分：40-50％的Cr和35-45％Zn，其余为Cr₂O₃。一种用于金属管道的铬基耐磨涂层的制备方法，包括下列步骤：(1)管道表面处理；(2)热喷涂铬基耐磨涂层；(3)涂覆封孔终饰层：采用喷涂、刷涂或辊涂的方式对耐磨涂层进行封孔处理，典型喷涂方式为高压无气喷涂，涂层厚度为60-150微米；(4)涂层检验：涂层外观平整，颜色均匀，厚度一致，采用无损检测仪器检测涂层厚度，厚度合格管子进入成品包装程序。所制备涂层具有抗破坏强，防腐性能高，成本低。

Description

一种用于金属管道的铬基耐磨涂层及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种金属管道复合防腐涂层及其制备方法，尤其是一种铬基耐磨防腐涂层及其制备方法。

背景技术

目前金属管道的热喷涂涂层应用最为广泛的是锌(Zn)涂层，Zn涂层虽然具有较好的动态电化学保护性能，但是锌涂层具有如下一些缺点：

其一，Zn涂层的孔隙率较高，减弱其防腐性能；

其二，在常规大气环境中，Zn涂层腐蚀产物主要由较难溶于水的氧化锌、碱式氢氧化锌和碱式碳酸盐组成，此类腐蚀产物具有一定自封闭能力而阻隔潮气等腐蚀介质的侵入，但是在氯离子含量较高的环境中，由于氯离子的侵入，Zn涂层表面较难溶于水的碳酸盐等腐蚀产物迅速被疏松、易于溶解的氯盐化合物所取代，同时腐蚀产物还会引起涂层起泡，减低涂层的附着力，导致涂层容易发生点蚀、不均匀腐蚀而缩短其防腐寿命。

其三，Zn涂层与金属基体结合力较差，在生产线轨道上滚动后容易出现破损剥落现象；

其四，Zn涂层硬度较低，其硬度约为HRC20左右，在受到各种外力的撞击、冲击及摩擦时容易变形滑移出现磨损，大大降低其防护能力。

发明内容

本发明提供了一种用于金属管道的铬基耐磨涂层及其制备方法，所制备涂层具有抗破坏强，防腐性能高，成本低。

一种用于金属管道的铬基耐磨涂层，包括下列重量百分比组分：40-50％的Cr和35-45％Zn，其余为Cr2O3。

一种用于金属管道的铬基耐磨涂层的制备方法，包括下列步骤：(1)管道表面处理：热喷涂前对铸铁管道及管件表面处理，除去油、水、灰尘等杂质；(2)热喷涂铬基耐磨涂层：选用电弧喷涂或火焰喷涂等热喷涂设备，采用两根包粉丝或者包芯丝作为热喷涂的两根熔化极，喷涂于管道表面，形成铬基金属涂层；通过高压无气喷涂，将有机或无机涂层喷涂于合金涂层管道外面，形成封孔终饰层，因此，该复合涂层是由底层的铬基耐磨涂层、封孔终饰层所组成；(3)涂覆封孔终饰层：采用喷涂、刷涂或辊涂的方式对耐磨涂层进行封孔处理，典型喷涂方式为高压无气喷涂，涂层厚度为60-150微米；(4)涂层检验：涂层外观平整，颜色均匀，厚度一致，采用无损检测仪器检测涂层厚度，厚度合格管子进入成品包装程序。

本发明具有下列优点：1.本发明喷涂的铬基耐磨涂层成分范围较宽，可以在较大范围内随意调整Cr合金元素的比例，满足了铬基耐磨涂层的多样性，可以适用于多种用途；2.铬的价格低于锌，铬的大量加入会导致涂层整体成本的降低，厂家根据要求易于制备出满足成分要求的包芯丝或者包粉丝，用于喷涂铬基金属涂层，所以铬基金属涂层经济实用性好且易于实施；3.涂层耐磨耐蚀性能良好，所喷涂的铬基涂层耐磨耐蚀性明显优于纯锌涂层以及ZnAl合金涂层。

具体实施例

所述用于金属管道的铬基耐磨涂层外表面涂有封孔终饰层。

所述用于金属管道的铬基耐磨涂层单位面积上的重量为120-400g/m2，优选为180g/m2。

所述封孔终饰层为有机或无机涂料层，厚度为60-150μm。

采用两根包粉丝或者包芯丝作为热喷涂的两根熔化极，喷涂于管道表面，形成铬基耐磨涂层，其涂层的组织结构中存在富Zn相、富Cr相和少量ZnCr合金相，富Zn相和富Cr相交替存在，协同发挥了Zn合金相的牺牲保护作用和Cr合金相的钝化保护作用，涂层中的Cr合金相构成网状硬构架，能够起到阻止Zn合金腐蚀及抗冲击磨损的作用。铬的氧化物Cr2O3除了起到钝化膜的作用外，还与Zn的腐蚀产物一起堵塞涂层中的缺陷，形成更加致密的腐蚀产物层，加强了涂层的自封闭效果，使得涂层在腐蚀后期的耐蚀性能大大提高，此外，热喷涂过程中温度很高，一部分Cr氧化生成Cr2O3，Cr2O3硬度很高，在铬基耐磨涂层中作为耐磨骨料，减缓了涂层的磨损，延长了涂层的使用寿命。

实施例1

一种用于金属管道的铬基耐磨涂层的制备方法，包括下列步骤：(1)管道表面处理：热喷涂前对铸铁管道及管件表面处理，除去氧化皮、油、水、灰尘及其它任何杂质。(2)电弧喷涂铬基耐磨涂层：选用由大功率喷涂电源、喷涂枪、送丝机构、空压机、控制箱组成的电弧热喷涂设备，将两根φ4.0mm的重量百分含量为Cr55％的Zn包Cr粉芯丝材作为电弧热喷涂的金属丝材，按130g/m2喷涂于管道表面，形成铬基耐磨涂层，所制备的耐磨涂层具有较高的硬度，其硬度值≥HRC40，比锌涂层提高一倍。(3)涂覆封孔终饰层：在铬基耐磨涂层表面涂覆环氧树脂对耐磨涂层进行封孔处理，封孔终饰层厚度为60μm。

实施例2

一种用于金属管道的铬基耐磨涂层的制备方法，包括下列步骤：(1)管道表面处理：热喷涂前对铸铁管道及管件表面处理，除去氧化皮、油、水、灰尘及其它任何杂质。(2)火焰喷涂铬基耐磨涂层：选用由超音速火焰喷涂设备、喷涂枪、送丝机构、空压机、控制箱组成的火焰热喷涂设备，将两根φ3.0mm的重量百分比为Cr65％的Zn包Cr包芯丝作为火焰热喷涂的金属丝材，按180g/m2喷涂于管道表面，形成铬基耐磨涂层。所制备的耐磨涂层具有较高的硬度，其硬度值≥HRC50，比锌涂层提高一倍以上。(3)涂覆封孔终饰层：在铬基耐磨涂层表面涂覆环氧云铁漆对耐磨涂层进行封孔处理，封孔终饰层厚度为100μm。

实施例3

一种用于金属管道的铬基耐磨涂层的制备方法，包括下列步骤：(1)管道表面处理：热喷涂前对铸铁管道及管件表面处理，除去氧化皮、油、水、灰尘及其它任何杂质。(2)电弧喷涂铬基耐磨涂层：选用由大功率喷涂电源、喷涂枪、送丝机构、空压机、控制箱组成的电弧热喷涂设备，分别将两根φ2.0mm的重量百分含量为Cr60％的Zn包Cr粉芯丝材作为电弧热喷涂的金属丝材，按400g/m2喷涂于管道表面，形成铬基耐磨涂层。所制备的耐磨涂层具有较高的硬度，其硬度值≥HRC45，比锌涂层提高一倍以上。(3)涂覆封孔终饰层：在铬基耐磨涂层表面涂覆铝粉漆进行封孔处理，封孔终饰层厚度为130μm。

Claims

1.一种用于金属管道外表面的铬基耐磨涂层，其特征在于：包括下列重量百分比组分：40-50％的Cr和35-45％Zn，其余为Cr2O3。

2.根据权利要求1所述的用于金属管道外表面的铬基耐磨涂层，其特征在于：所述用于金属管道的铬基耐磨涂层外表面涂有封孔终饰层。

3.根据权利要求1所述的用于金属管道外表面的铬基耐磨涂层，其特征在于：所述用于金属管道的铬基耐磨涂层单位面积上的重量为120-400g/m2。

4.根据权利要求1所述的用于金属管道外表面的铬基耐磨涂层，其特征在于：所述封孔终饰层为有机或无机涂料层，厚度为60-150μm。

5.一种用于金属管道的铬基耐磨涂层的制备方法，包括下列步骤：(1)管道表面处理：热喷涂前对铸铁管道及管件表面处理，除去油、水、灰尘等杂质；(2)热喷涂铬基耐磨涂层：选用电弧喷涂或火焰喷涂等热喷涂设备，采用两根包粉丝或者包芯丝作为热喷涂的两根熔化极，喷涂于管道表面，形成铬基金属涂层；通过高压无气喷涂，将有机或无机涂层喷涂于合金涂层管道外面，形成封孔终饰层，因此，该复合涂层是由底层的铬基耐磨涂层、封孔终饰层所组成；(3)涂覆封孔终饰层：采用喷涂、刷涂或辊涂的方式对耐磨涂层进行封孔处理，典型喷涂方式为高压无气喷涂，涂层厚度为60-150微米；(4)涂层检验：涂层外观平整，颜色均匀，厚度一致，采用无损检测仪器检测涂层厚度，厚度合格管子进入成品包装程序。