[发明专利]一种镍基复合防滑涂层及其制备工艺

说明书

本发明是关于一种镍基复合防滑涂层及其制备工艺，属于表面处理领域，先对基底金属表面进行清洗除油和喷砂，使其表面毛化，然后利用超音速双丝电弧喷涂方法在金属表面制备复合防滑涂层，粘结层采用NiAl95/05合金丝，面层采用NiAl80/20复合丝。本发明的涂层结合强度高，摩擦系数高，并具有良好的耐磨性、耐冲击、化学溶液耐受性等。满足了诸如：大型舰艇飞机起降平台，海上石油平台，车辆渡船甲板，地下车库的坡道等场合的防滑功能的需求。

技术领域

本发明属于表面处理技术领域，特别是提供了一种镍基复合防滑涂层及其制备工艺。适用于在金属表面，特别是适合大型舰艇飞机起降平台，海上石油平台，车辆渡船甲板，地下车库的坡道等场合的防滑功能的需求。

背景技术

电弧喷涂是80年代末、90年代初发展起来的一种热喷涂工艺方法。电弧喷涂的突出特点是使用清洁的电能，且能效高，对环境无污染，喷涂效率高，喷涂材料利用率高，工艺可控制性好，操作简单。

早在20世纪六七十年代，金属基防滑涂层就已应用到航母偏流板上。最先投入使用的是铝酸镍防滑涂层，该涂层通过热喷涂用在CVA-59号航母偏流板。该偏流板经起飞飞机4200架次，其中1119架次经受了燃气喷射气流的作用，只有少量点蚀并可进一步使用。在上述基础上，将铝酸镍防滑涂层（采用三明治结构，加了一层锌用以增强其耐磨蚀性能）用于CVA-63号航母1#偏流板上，经十个月使用性能完好。因此，现阶段金属基防滑涂层多采用铝基防滑涂层。

长期以来，美、英海军舰载飞机甲板用防滑涂层大多采用树脂基防滑涂层。然而，树脂基防滑涂层相对于金属基防滑涂层还存在着以下主要不足：①易老化降解；②摩擦系数不稳定，刚开始时摩擦系数可达1.4，一年后降至0.9，两年后降至0.8，而金属基防滑涂层的摩擦系数长期稳定在0.9以上；③耐磨性能不足，金属基防滑的耐磨性能与铸铁相当，高于树脂基防滑涂层5倍以上；④施工和高温下会挥发出有毒气体，而金属基防滑涂层不会挥发出有毒气体；⑤与底漆结合力差，最多达到8MPa，而金属基防滑涂层与基体结合力可达到15MPa以上；⑥耐蚀寿命短，金属基防滑涂层的耐蚀寿命可达15年以上。这就给了金属基防滑涂层用于舰载飞机甲板提供了机遇，20世纪90年代初，美国NKF工程公司曾用热喷涂方法把含SiC的铝线材料涂覆到舰载飞机的钢质甲板表面，并已克服了树脂基复合材料的上述缺点。与此同时，Duralcan90/10铝基防滑涂层也相继进入了试验阶段，并在美国海军5艘舰船上进行了实践，取得满意的效果。

发明内容

本发明的目的是提供一种用双丝电弧喷涂制备镍基复合防滑涂层及其制备工艺的方法，解决目前防滑涂层大多依赖树脂基涂层的方法，通过选择高性能材料，并选择合理的制备工艺，从而满足诸如大型舰艇飞机起降平台，海上石油平台，车辆渡船甲板，地下车库的坡道等场合的防滑功能的需求。

本发明提供的一种镍基复合防滑涂层及其制备工艺，该方法包括下述步骤：

（1）对基底金属表面进行清洗除油和喷砂，使其表面毛化；

（2）利用超音速双丝电弧喷涂方法在金属表面制备复合防滑涂层，打底层厚度150μm，面层厚度350μm；

其中，喷涂打底层采用NiAl95/05合金丝，面层采用NiAl80/20复合丝；喷涂工艺参数：丝材直径1.6mm、电压30V、电流200A、空气压力：粘结层0.4MPa、面层0.2MPa，喷涂距离：粘结层150mm、面层50mm，喷枪移动速度100mm/s。

上述中，基底金属为海洋平台用钢、碳钢、合金钢或铝合金。

在本发明中，用于双丝电弧喷涂所用的打底丝材NiAl95/05合金丝可以进一步提高涂层与基体的结合强度，面层采用NiAl80/20镍包铝复合丝，喷涂过程中，产生部分Al₂O₃提高表面摩擦系数。