CN105543765A - 一种热喷涂耐磨涂层封孔剂及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种热喷涂耐磨涂层的封孔剂及使用方法，特别涉及一种超音速火焰喷涂耐磨涂层的封孔剂及使用方法。热喷涂耐磨涂层技术在航空、航天、汽车、能源等领域都具有非常广泛的应用，尤其是采用超音速火焰喷涂工艺在钢铁零件表面喷涂的耐磨涂层与基体具有高的结合强度，同时可显著提高零件的耐磨性能。然而，由于热喷涂涂层中不可避免的存在孔隙，即使超音速火焰喷涂工艺制备的耐磨涂层也存在0.1％～0.9％的孔隙，因此在较为潮湿的环境下零件基体很容易产生腐蚀而导致涂层剥落和零件失效。本发明提供一种热喷涂耐磨涂层封孔剂及使用方法，用来提高耐磨涂层的抗腐蚀性能和润滑性能。

Description

一种热喷涂耐磨涂层封孔剂及使用方法

技术领域

本发明涉及一种热喷涂耐磨涂层的封孔剂及使用方法，特别涉及一种超音速火焰喷涂耐磨涂层的封孔剂及使用方法。

背景技术

热喷涂耐磨涂层技术在航空、航天、汽车、能源等领域都具有非常广泛的应用，尤其是采用超音速火焰喷涂工艺在钢铁零件表面喷涂的耐磨涂层与基体具有高的结合强度，同时可显著提高零件的耐磨性能。然而，由于热喷涂涂层中不可避免的存在孔隙，即使超音速火焰喷涂工艺制备的耐磨涂层也存在0.1％～0.9％的孔隙，因此在较为潮湿的环境下零件基体很容易产生腐蚀而导致涂层剥落和零件失效。

提高涂层耐腐蚀性能的主要方法是采用封孔技术，封孔剂应具有良好的耐腐蚀性能、良好的渗透性和流动性，对于耐磨涂层的封孔剂还应具备一定的润滑作用。

目前在不高的环境温度(<200℃)下，主要应用有机封孔剂，如酚醛树脂、环氧树脂、丙烯酸树脂、有机硅树脂、微晶石蜡系列等，而溶剂大多采用醇类、酯类和芳香族碳氢化合物等。酚醛树脂、有机硅树脂、环氧树脂等耐水性好、渗透能力强，但对于耐磨涂层不具有润滑功能，与涂层材料相容性差；微晶石蜡系列封孔剂化学性能十分稳定，能耐海水、淡水、酸和碱的腐蚀，并具有气体密封和无油润滑的效果，但不耐热(熔点在85℃左右)。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种热喷涂耐磨涂层封孔剂及其使用方法，特别涉及一种超音速火焰喷涂耐磨涂层的封孔剂及其使用方法，主要用来提高耐磨涂层的抗腐蚀性能和润滑性能。

本发明的技术方案为：一种热喷涂耐磨涂层封孔剂，其包括异氰酸酯、溶剂油、石墨粉和添加剂，其中所述异氰酸酯的含量为65％～80％(wt)，所述溶剂油的含量为15％～30％(wt)，所述石墨粉的直径为0.1μm～10μm，含量为1％～5％(wt)，所述添加剂包括润湿分散剂和消泡剂，含量为0.1％～3％(wt)。

所述异氰酸酯为二苯二异氰酸酯、己烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮氰酸酯或多苯多异氰酸酯。

所述溶剂油为200#溶剂汽油。

一种热喷涂耐磨涂层封孔方法，采用上述的封孔剂，包括以下步骤：

首先采用喷涂、刷涂或浸泡的方法将封孔剂均匀涂覆于热喷涂耐磨涂层的表面，涂覆厚度为0.1mm左右，从而使其充分渗入于涂层孔隙中；

其次将封孔后的热喷涂耐磨涂层在室温下进行24h～72h的固化处理，或者在室温下进行至少2h的预固化后，在100℃-130℃温度下进行1～5h小时的最终固化；

最后将涂层磨削至要求尺寸，并将表面残留封孔剂通过抛光去除干净。

各类异氰酸酯是主要封孔组分，具有良好的渗透性，并可在常温下固化，可有效对热喷涂耐磨涂层内的细小孔隙进行封闭，且固化后具有较高的粘合强度；溶剂油作为稀释液可用来调节封孔剂的粘度，具有无毒环保的优点，其含量多时流动性较好、但会影响封孔效果，量少时则过于粘稠导致渗透性变差，所以溶剂油的含量范围为15％～30％(wt)。

石墨粉可随封孔剂渗入耐磨涂层的孔隙中，在涂层服役过程中可产生润滑效果，降低摩擦副之间的摩擦系数，延长摩擦副的使用寿命，同时其与常用的热喷涂WC耐磨涂层相容性好。添加剂主要包含润湿分散剂和消泡剂，0.1％～3％(wt)的含量可使封孔剂中石墨粉均匀分散，同时提高了封孔剂的渗透能力。

本发明的有益效果有：使用本发明封孔剂的涂层，具有优异的耐腐蚀性能和自润滑性能；使用工艺简单、操作温度低、固化快，可有效提高生产效率。

具体实施方式

本发明在实施过程中，采用市售的石墨粉，尺寸0.1μm～10μm，溶剂油采用200#溶剂汽油，添加剂采用BYK公司的消泡剂和润湿分散剂。

实施例1

将65％的二苯二异氰酸酯、30％的200#溶剂汽油、4％的石墨粉、0.5％的消泡剂和0.5％的润湿分散剂按比例配置封孔剂，搅拌均匀后将其刷涂在超音速火焰喷涂WC耐磨涂层表面，厚度约为0.1mm，经48h常温放置后封孔剂完全固化，采用磨削、抛光的手段将涂层去除20μm并去除残留封孔剂。将封孔后的涂层和原始涂层进行盐雾测试，原始涂层在24h内即出现严重的锈斑；封孔后的涂层经中性盐雾96h后仍未腐蚀。

实施例2

将70％的二苯二异氰酸酯、22％的200#溶剂汽油、5％的石墨粉、0.5％的消泡剂和2.5％的润湿分散剂按比例配置封孔剂，搅拌均匀后将其刷涂在超音速火焰喷涂WC耐磨涂层表面，厚度约为0.1mm，经72h常温放置后封孔剂完全固化，采用磨削、抛光的手段将涂层去除20μm并去除残留封孔剂。将封孔后的涂层和原始涂层进行盐雾测试，封孔后的涂层经中性盐雾168h后仍未腐蚀。

实施例3

将75％的二苯二异氰酸酯、20％的200#溶剂汽油、4％的石墨粉、0.5％的消泡剂和0.5％的润湿分散剂按比例配置封孔剂，搅拌均匀后将其刷涂在超音速火焰喷涂WC耐磨涂层表面，厚度约为0.1mm，经2h常温放置后放入120℃烘箱2h，封孔剂完全固化，采用磨削、抛光的手段将涂层去除20μm并去除残留封孔剂。将封孔后的涂层和原始涂层进行盐雾测试，封孔后的涂层经中性盐雾168h后仍未腐蚀。

Claims (4)

1.一种热喷涂耐磨涂层封孔剂，其特征在于：其包括异氰酸酯、溶剂油、石墨粉和添加剂，其中所述异氰酸酯的含量为65％～80％(wt)，所述溶剂油的含量为15％～30％(wt)，所述石墨粉的直径为0.1μm～10μm，含量为1％～5％(wt)，所述添加剂包括润湿分散剂和消泡剂，含量为0.1％～3％(wt)。

2.根据权利要求1所述的热喷涂耐磨涂层封孔剂，其特征在于：所述异氰酸酯为二苯二异氰酸酯、己烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮氰酸酯或多苯多异氰酸酯。

3.根据权利要求1所述的热喷涂耐磨涂层封孔剂，其特征在于：所述溶剂油为200#溶剂汽油。

4.一种热喷涂耐磨涂层封孔方法，采用权利要求1-3所述的封孔剂，其特征在于，该方法包括以下步骤：

首先采用喷涂、刷涂或浸泡的方法将封孔剂均匀涂覆于热喷涂耐磨涂层的表面，涂覆厚度为0.1mm左右，从而使其充分渗入于涂层孔隙中；

其次将封孔后的热喷涂耐磨涂层在室温下进行24h～72h的固化处理，或者在室温下进行至少2h的预固化后，在100℃-130℃温度下进行1～5h小时的最终固化；

最后将涂层磨削至要求尺寸，并将表面残留封孔剂通过抛光去除干净。