[发明专利]一种非晶合金涂层制备过程中的基材冷却方法和非晶合金涂层制备工艺

说明书

本发明公开了一种非晶合金涂层制备过程中的基材冷却方法和非晶合金涂层制备工艺，属于表面工程技术领域，该方法在待喷涂基板或构件背面固定接触水冷铜本体，水冷铜本体包含一个进水孔和一个出水口，内部采用多道管路循环方式，循环水不限于自来水或高压水。热喷涂制备非晶合金涂层前，将喷涂样板或构件与水冷铜块通过机械方式紧密接触，水冷铜块通以循环冷却水，可在喷涂过程使喷涂样板或构件以保持较低温度，水冷方式制备的非晶合金涂层具有氧化程度低、非晶含量高、长期耐蚀性好等优异性能。

技术领域

本发明涉及表面工程技术领域，具体涉及一种非晶合金涂层制备过程中的基材冷却方法。

背景技术

非晶合金的高耐蚀性是令人们最为关注的性能之一，这主要归因于以下两方面：一是非晶合金中耐蚀组元的固溶度大大提高，合金表面易于形成稳定钝化膜且具有良好的再钝化能力；二是非晶合金中大幅降低甚至消除了易于优先腐蚀的敏感位置，如位错、晶界及晶体相等晶体缺陷。然而，块体非晶合金直接作为结构材料应用受到非晶合金形成尺寸及本征脆性的限制，因而将其作为非晶合金涂层应用应运而生，目前非晶合金涂层已在石化、电力、海洋及核工业等领域成功应用或展现出广阔应用前景。

非晶合金通常具有高耐蚀性，但制备的非晶合金涂层的耐蚀性却大大降低，这主要因为涂层制备过程中引入了一些结构缺陷：孔隙、晶化及氧化。在一些苛刻的腐蚀环境中，这些涂层结构缺陷交互作用，互相连通将导致腐蚀介质渗透至涂层-基材界面，致使基材严重腐蚀，最终导致涂层失效。孔隙缺陷可通过优化涂层制备工艺而使涂层孔隙率降至0.5％以下，从而得到有效控制。晶化缺陷理论上可以通过优化涂层材料合金成分而提高其非晶形成能力，进而提高涂层的非晶度。但通常涂层制备过程中基材散热效果不理想而导致涂层温度过高，亦可导致非晶合金涂层出现晶化缺陷。目前制备非晶合金涂层最有效的方法是热喷涂，该制备过程通常在空气或氧气环境中进行，无法在真空或惰性气体保护环境中进行热喷涂，因此涂层的氧化缺陷难以消除。特别是制备过程涂层温度过高时，将导致涂层氧化缺陷严重，从而大大降低涂层的耐腐蚀性能。

综上，非晶合金涂层本征具有优异的耐蚀性能，但在涂层制备过程会引入孔隙、晶化及氧化等涂层结构缺陷，大大降低涂层耐蚀性能，从而限制了非晶合金涂层在相关领域广泛应用。因此，在涂层制备过程采取有效措施降低甚至消除这三种涂层缺陷并提高涂层耐蚀性能对于推动非晶合金涂层应用具有重要意义。

发明内容

针对现在技术中存在的上述不足之处，本发明的目的在于提供一种非晶合金涂层制备过程中的基材冷却方法和非晶合金涂层制备工艺，该基材冷却方法可在热喷涂过程中使喷涂样板或构件保持较低温度，制备的非晶合金涂层具有氧化程度低、非晶含量高以及长期耐蚀性好等优异性能。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种非晶合金涂层制备过程中的基材冷却方法，采用热喷涂工艺制备非晶合金涂层，在待喷涂基材背面紧密贴合水冷铜本体，在喷涂基材过程中，水冷铜本体使基材保持良好散热性能，从而使制备的非晶合金涂层具有非晶含量高、氧化程度低、长期耐蚀性好的性能。

所述水冷铜本体为水冷铜板或水冷铜块；当待喷涂基材的背面为平面时，采用水冷铜板与待喷涂基板的背面相贴合；当待喷涂基材的背面为异形面时，采用水冷铜块，且水冷铜块的贴合面与基材背面形状相适应。

所述水冷铜本体内设有循环水管道，循环水管道内用于循环通入常温常压水或常温高压水。

所述循环水管道设计为多个管路相连通结构，以增大冷却水与水冷铜本体的接触面积，循环水管道两个自由端分别设置进水口和出水口。

所述水冷铜本体与待喷涂基材的背面采用机械方式直接固定在一起，或者先将待喷涂基材的背面涂抹导热硅胶后再与水冷铜本体用机械方式固定在一起，使其接触良好进而保证良好的传热效果。