[发明专利]一种耐磨高温疏水Cr3

说明书

本发明属于涂层技术领域，具体涉及一种耐磨高温疏水Cr₃C₂‑NiCr涂层及其制备方法、工件。本发明的耐磨高温疏水Cr₃C₂‑NiCr涂层外表面的粗糙度Ra为3～6μm。本发明的耐磨高温疏水Cr₃C₂‑NiCr涂层的制备方法包括以下步骤：采用热喷涂方法将Cr₃C₂‑NiCr粉喷涂至粗糙度Ra为5～8μm的基体表面。本发明的Cr₃C₂‑NiCr涂层具有较好的疏水性能、耐磨性能以及耐高温性能，在室温下涂层的静态接触角高于135°，经过摩擦热处理后的涂层的静态接触角仍在100°以上。

技术领域

本发明属于涂层技术领域，具体涉及一种耐磨高温疏水Cr₃C₂-NiCr涂层及其制备方法、工件。

背景技术

疏水材料由于其优异的性能被广泛应用于生活和生产的各个领域。目前常规的方法为采用如四氟乙烯、有机硅等有机物来降低表面能以达到疏水的目的。然后，在严酷苛刻的环境条件下如高温、摩擦等，有机疏水涂层的力学性能和耐高温性能不足以应对该类环境的考验。有研究表明，具有一定疏水能力的一些金属无机氧化物如二氧化钛、氧化锌以及二氧化锆等具有较好的力学性能。但是，这些金属无机氧化物在经过紫外线照射后其疏水性能会降低，并且在高温热处理后甚至会变成亲水材料。

Cr₃C₂-NiCr金属陶瓷复合物，具有较高的强度和耐磨性能；在800℃温度条件下，其依然具有较好的抗氧化、抗腐蚀和耐摩擦性能。李小龙等人证明Cr₃C₂-NiCr涂层具有一定的疏水性，采用去离子水在其表面进行疏水试验时水滴与Cr₃C₂-NiCr涂层表面的接触角为49°，该涂层的表面能为72.58mJ·m^-2(等离子喷涂NiCr-Cr₃C₂涂层对油田采出液的耐垢性分析，热加工工艺，2013年，Vol.42，No.4)。

发明内容

本发明的目的在于提供一种耐磨高温疏水Cr₃C₂-NiCr涂层及其制备方法，该涂层的具有更好的疏水性能。

本发明的目的还在于提供一种涂有上述耐磨高温疏水Cr₃C₂-NiCr涂层的工件。

本发明的耐磨高温疏水Cr₃C₂-NiCr涂层采用的技术方案为：

一种耐磨高温疏水Cr₃C₂-NiCr涂层，该涂层外表面的粗糙度Ra为3～6μm。

Cr₃C₂-NiCr涂层具有较高的耐磨性以及耐高温性能，表面粗糙度Ra为3～6μm时该涂层表面结构类似于荷叶表面结构，具有良好的自洁净性。若粗糙度过大，则涂层表面容易储存水使涂层容易被破坏。若粗糙度过小，则涂层表面为光滑表面，疏水性能较差。本发明的涂层在室温条件下与水的静态接触角大于130°，滚动接触角小于50°；在经过磨损以及400℃温度处理后，其静态接触角仍在100°之上。

涂层表面的粗糙度的形成方式由以下几种：基体的表面为粗糙表面，在粗糙表面形成的 Cr₃C₂-NiCr涂层则会有一定的粗糙度；对Cr₃C₂-NiCr涂层表面进行处理如喷砂处理、砂纸打磨等，从而形成粗糙度；在Cr₃C₂-NiCr涂层形成的过程中进行处理，如喷涂过程中在喷涂若干遍Cr₃C₂-NiCr涂层后对涂层进行喷砂处理，然后再继续喷涂。