[发明专利]耐海洋气候工程零件表面涂层的涂覆处理工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种耐海洋气候工程零件表面涂层的涂覆处理工艺。 

背景技术

近海和海洋中的工程装备所处环境大气多雨、高温、多盐雾和强风流，其服役条件按ISO9225环境评价标准一般＞C5级，属于极端恶劣环境。裸露在外的零件将受到强烈的大气腐蚀、电化学腐蚀以及气流冲刷侵蚀的综合作用，各种钢结构的使用寿命远低于一般内陆户外环境。如在海洋气候条件下服役的风力发电设备由于机组的外部构件如机舱、引擎罩、塔架、叶片根部法兰垫片、连接螺栓、连接弹簧等直接裸露于极端的腐蚀大气中，采用常规的防护措施，往往仅数个月便产生严重的腐蚀，因此，提供耐久性＞15年的风电外部构件表面处理新材料与新工艺，已成为风电产业发展的迫切需求。 

另外，船舶钢构件的腐蚀防护也是一个由来已久的难题，除了壳体、甲板之外，各种桅杆、天线的腐蚀防护的维护成本十分惊人，随着国家对基础设施建设项目的提速，多座跨海大桥相继开工或立项，如港-澳-珠大桥等。在桥梁的设计与施工中，各种桥梁的钢构件的腐蚀防护处理的重要性越来越凸出。如在杭州湾大桥的建设中，表面防护处理就上亿元。 

因此，迫切需要解决耐海洋气候的工程零件防腐处理问题，现有技术中在工程零件热镀Al-Zn-Si系列合金涂层是解决耐海洋气候腐蚀的有效途径，已取得大量工程应用。如本申请人在先提出的“含Al-Zn-Si-Mg-RE-Ti-Ni的热浸镀铸铝合金及其制备方法”专利申请中，采用铸铝合金作防腐处理，使用寿命可以到20年。然而，热镀合金涂层存在工艺温度高(大于600℃)，易造成零件变形；耐磨性不足，抗冲蚀能力不强；工艺、装备较复杂，大面积工件处理及野外作业受限制等缺陷，因此应用上仍然存在极在的限制。 

另外，现有技术也存在采用电镀工艺形成涂层，然而电镀工艺同样存在以下缺陷：1、必 须把被镀金属放置在电解槽内进行电镀处理；2、电镀前需要对被镀金属进行喷沙拉毛等预处理，因此并不是所有金属零件均能采用电镀工艺；3、电镀工艺复杂，成本非常高；4、采用电镀工艺形成镀层厚度有限，因此，涂层的硬度、抗腐蚀能力差。 

发明内容

针对现有技术中这些问题，本发明提供了一种耐海洋气候工程零件表面涂层的涂覆处理工艺。 

本发明提供的耐海洋气候工程零件表面涂层的涂覆处理工艺，包括以下步骤： 

a)对工件预处理； 

b)配置涂液，其中所述涂液包含铝锌硅合金粉、有机溶剂、纳米氧化物颗粒增强剂、去离子水、粘结剂、腐蚀抑制剂、分散剂和增稠剂； 

c)涂覆； 

d)预烘； 

e)烘烤固化； 

f)冷却； 

g)将烘烤后的工件冷却至室温后二次涂覆。 

优选的，其中对工件预处理包括以下步骤： 

a1  首先对工件进行机械除锈或化学除锈； 

a2  将工件浸入到10-15g/L的NaOH溶液中除油清洗4-5min； 

a3  在清水中清洗3-4min； 

a4  清洗后的工件吹风干燥。 

优选的，其中所述配置涂液按下述配比：铝锌硅合金粉∶有机溶剂∶纳米氧化物颗粒增强剂∶去离子水∶粘结剂∶腐蚀抑制剂∶分散剂∶增稠剂＝30.0-50.0g∶10.0-25.0mL∶1.0-4.0g∶15.0-30.0mL∶2.0-5.0g∶1.0-3.0g∶0.1-2.0mL∶0.1-2.0g。 

优选的，按上述配方称取定量的腐蚀抑制剂，溶入定量的去离子水中，然后加入粘结剂， 分散剂，有机溶剂，搅拌使之溶解，在搅拌状态下缓慢加入铝锌硅合金粉和纳米氧化物颗粒增强剂，然后加入增稠剂，搅拌过程中控制油浴的温度为20-30℃，搅拌0.5-1h。 

优选的，其中所述有机溶剂为乙二醇，所述粘结剂为硼酸脂偶联剂，所述腐蚀抑制剂为硼酸，所述增稠剂为羟乙基纤维素，所述分散剂为聚硅氧烷二丙二醇单甲醚，其中所述纳米氧化物颗粒增强剂选自Al₂O₃、SiO₂中的一种或两种。 

优选的，其中所述铝锌硅合金粉由Zn、Al、Si、以及一种或多种选自Mg、RE、Ti、Ni和Mn的元素组成。 

优选的，其中各组成成份的质量百分比为：Zn：35～58％，Si：0.3～4.0％，Mg：0.1～5.0％，RE：0.02～1.0％，Ti：0.01～0.5％，Ni：0.1～3.0％，Mn：0.01～1.0％。