CN110129714A - 一种强抗氧化性涂层的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种强抗氧化性涂层的制备方法，包括如下步骤：打磨除锈：对待加工涂层基体的表面进行打磨，获取光滑平整的涂层基面，同时去除涂层基面上的氧化膜；喷丸强化：对待加工涂层基体的涂层基面进行喷丸操作，在涂层基面引入残余应力，形成残余应力层；电解磷化：将涂层基体清洁后，将涂层基体放入到磷化液中，利用电化学技术在涂层基面上生成磷化层；等离子喷涂：通过等离子喷枪并采用单次多道喷涂的方式对磷化层表面进行喷涂，生成均匀致密的喷涂涂层，本发明设计合理，大大提升了涂层与金属或者合金之间的附着性，避免了涂层与金属或者合金之间发生分层现象，提高了涂层的抗氧化性能。

Description

一种强抗氧化性涂层的制备方法
技术领域
本发明涉及涂层制备技术领域，尤其涉及一种强抗氧化性涂层的制备方法。
背景技术
抗氧化性，是指金属材料等，在高温时抵抗氧化性气氛腐蚀作用的能力称为抗氧化性。涂层是涂料一次施涂所得到的固态连续膜，是为了防护，绝缘，装饰等目的，涂布于金属，织物，塑料等基体上的塑料薄层。涂料可以为气态、液态、固态，通常根据需要喷涂的基质决定涂料的种类和状态。顾名思义，抗氧化性涂层即为抵抗氧化性气氛腐蚀的涂料膜层。
现有技术中，为了保护金属以及合金表面不受腐蚀，常常会在金属或者合金表面镀覆抗氧化性涂层。现有技术中，涂覆有抗氧化性涂层的金属或者合金长期使用后，涂层容易与金属或合金分层，大大降低了其抗氧化的性能的，存在一定的缺陷。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述问题，提供一种强抗氧化性涂层的制备方法，能够提升涂层与金属或者合金之间的附着性，避免涂层与金属或者合金之间发生分层现象，提高涂层的抗氧化性能。
为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明是通过以下技术方案实现：
一种强抗氧化性涂层的制备方法，包括如下步骤：
S100、打磨除锈：对待加工涂层基体的表面进行打磨，获取光滑平整的涂层基面，同时去除涂层基面上的氧化膜；
S200、喷丸强化：对待加工涂层基体的涂层基面进行喷丸操作，在涂层基面引入残余应力，形成残余应力层；
S300、电解磷化：将涂层基体清洁后，将涂层基体放入到磷化液中，利用电化学技术在涂层基面上生成磷化层；
S400、等离子喷涂：通过等离子喷枪并采用单次多道喷涂的方式对磷化层表面进行喷涂，生成均匀致密的喷涂涂层。
优选地，上述强抗氧化性涂层的制备方法中，步骤S100中，打磨除锈的具体步骤为：
S101、对待加工的涂层基体表面进行打磨，去除涂层基体表面的凹坑，获取光滑平整的平面；
S102、将打磨后的涂层基体放入到弱酸溶液中并来回摆动涂层基体，以充分全面地去除涂层基体表面的氧化层；
S103、使用弱碱溶液对涂层基体的表面进行冲洗，中和去除涂层基体表面多余的弱酸溶液；
S104、采用流动的去离子水对涂层基体表面进行清洗，去除涂层基体表面多余的弱碱溶液并进行烘干。
优选地，上述强抗氧化性涂层的制备方法中，步骤S104中，涂层基体在无氧环境下进行烘干。
优选地，上述强抗氧化性涂层的制备方法中，步骤S200中，完成涂层基体的喷丸强化后，使用脱脂剂溶液对涂层基体的参与残余应力层表面进行清洗，去除残余应力层表面的油污后进行自然晾干。
优选地，上述强抗氧化性涂层的制备方法中，步骤S300中，磷化液的组成成分为5g/L氧化锌，13mL/L质量分数为75％的磷酸，20g/L硝酸锌，1g/L酒石酸，1.5g/L氢氟酸，5g/L磷酸二氢锌，2.5g/L钼酸钠。
优选地，上述强抗氧化性涂层的制备方法中，步骤S300中，磷化液组成成分中总酸与游离酸的比值为12～15。
优选地，上述强抗氧化性涂层的制备方法中，步骤S400中，等离子喷涂过程中待单次喷涂涂层完全冷却固化后进行二次喷涂。
本发明的有益效果是：
(1)本发明对涂层基体进行喷丸强化处理，将高速弹丸流喷射到涂层基体表面，使涂层基体表层发生塑性变形，而形成一定厚度的强化层，强化层内形成较高的残余应力，由于涂层基体表面压应力的存在，当零件承受载荷时可以抵消一部分应力，从而提高零件的疲劳强度，同时还提升了涂层基体的耐磨性和抗腐蚀性；
(2)本发明对涂层基体表面进行磷化处理，在涂层基体表面形成了一层致密均匀的磷化膜层，磷化膜层给涂层基体提供了保护，在一定程度上防止金属或合金被腐蚀，同时还大大提高了抗氧化涂层的附着力与防腐蚀能力。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的强抗氧化性涂层制备方法流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1所示，本实施例为一种强抗氧化性涂层的制备方法，包括如下步骤：
S100、打磨除锈：对待加工涂层基体的表面进行打磨，获取光滑平整的涂层基面，同时去除涂层基面上的氧化膜，具体为：首先对待加工的涂层基体表面进行打磨，去除涂层基体表面的凹坑，获取光滑平整的平面，然后将打磨后的涂层基体放入到弱酸溶液中并来回摆动涂层基体，以充分全面地去除涂层基体表面的氧化层，随后使用弱碱溶液对涂层基体的表面进行冲洗，中和去除涂层基体表面多余的弱酸溶液，最后采用流动的去离子水对涂层基体表面进行清洗，去除涂层基体表面多余的弱碱溶液并在无氧环境下进行烘干。涂层基体表面打磨平整后，便于后续形成均匀的涂层，利用弱酸去除氧化层，降低了对涂层基体的腐蚀，酸碱中和后使用去离子水进行清洗，保证了涂层基体表面的清洁，提升涂层基体表面的附着性。
S200、喷丸强化：对待加工涂层基体的涂层基面进行喷丸操作，在涂层基面引入残余应力，形成残余应力层，完成涂层基体的喷丸强化后，使用脱脂剂溶液对涂层基体的参与残余应力层表面进行清洗，去除残余应力层表面的油污后进行自然晾干。
S300、电解磷化：将涂层基体清洁后，将涂层基体放入到磷化液中，利用电化学技术在涂层基面上生成磷化层，其中磷化液的组成成分为5g/L氧化锌，13mL/L质量分数为75％的磷酸，20g/L硝酸锌，1g/L酒石酸，1.5g/L氢氟酸，5g/L磷酸二氢锌，2.5g/L钼酸钠，并且磷化液组成成分中总酸与游离酸的比值为12～15，游离酸太高，磷化困难，磷化膜晶粒粗大，耐蚀性差；游离酸太低，磷化膜表面会附着白色粉末，并产生大量渣子沉淀，比值控制在12～15的范围内，能够形成均匀致密的磷化层。
S400、等离子喷涂：通过等离子喷枪并采用单次多道喷涂的方式对磷化层表面进行喷涂，生成均匀致密的喷涂涂层，等离子喷涂过程中待单次喷涂涂层完全冷却固化后进行二次喷涂。
本发明对涂层基体进行喷丸强化处理，将高速弹丸流喷射到涂层基体表面，使涂层基体表层发生塑性变形，而形成一定厚度的强化层，强化层内形成较高的残余应力，由于涂层基体表面压应力的存在，当零件承受载荷时可以抵消一部分应力，从而提高零件的疲劳强度，同时还提升了涂层基体的耐磨性和抗腐蚀性。另外本发明对涂层基体表面进行磷化处理，在涂层基体表面形成了一层致密均匀的磷化膜层，磷化膜层给涂层基体提供了保护，在一定程度上防止金属或合金被腐蚀，同时还大大提高了抗氧化涂层的附着力与防腐蚀能力。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (7)

1.一种强抗氧化性涂层的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
S100、打磨除锈：对待加工涂层基体的表面进行打磨，获取光滑平整的涂层基面，同时去除涂层基面上的氧化膜；
S200、喷丸强化：对待加工涂层基体的涂层基面进行喷丸操作，在涂层基面引入残余应力，形成残余应力层；
S300、电解磷化：将涂层基体清洁后，将涂层基体放入到磷化液中，利用电化学技术在涂层基面上生成磷化层；
S400、等离子喷涂：通过等离子喷枪并采用单次多道喷涂的方式对磷化层表面进行喷涂，生成均匀致密的喷涂涂层。
2.根据权利要求1所述的强抗氧化性涂层的制备方法，其特征在于：步骤S100中，打磨除锈的具体步骤为：
S101、对待加工的涂层基体表面进行打磨，去除涂层基体表面的凹坑，获取光滑平整的平面；
S102、将打磨后的涂层基体放入到弱酸溶液中并来回摆动涂层基体，以充分全面地去除涂层基体表面的氧化层；
S103、使用弱碱溶液对涂层基体的表面进行冲洗，中和去除涂层基体表面多余的弱酸溶液；
S104、采用流动的去离子水对涂层基体表面进行清洗，去除涂层基体表面多余的弱碱溶液并进行烘干。
3.根据权利要求2所述的强抗氧化性涂层的制备方法，其特征在于：步骤S104中，涂层基体在无氧环境下进行烘干。
4.根据权利要求1所述的强抗氧化性涂层的制备方法，其特征在于：步骤S200中，完成涂层基体的喷丸强化后，使用脱脂剂溶液对涂层基体的参与残余应力层表面进行清洗，去除残余应力层表面的油污后进行自然晾干。
5.根据权利要求1所述的强抗氧化性涂层的制备方法，其特征在于：步骤S300中，磷化液的组成成分为5g/L氧化锌，13mL/L质量分数为75％的磷酸，20g/L硝酸锌，1g/L酒石酸，1.5g/L氢氟酸，5g/L磷酸二氢锌，2.5g/L钼酸钠。
6.根据权利要求1所述的强抗氧化性涂层的制备方法，其特征在于：步骤S300中，磷化液组成成分中总酸与游离酸的比值为12～15。
7.根据权利要求1所述的强抗氧化性涂层的制备方法，其特征在于：步骤S400中，等离子喷涂过程中待单次喷涂涂层完全冷却固化后进行二次喷涂。
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