[发明专利]一种在工件表面超音速火焰喷涂耐磨耐蚀镍铬涂层的方法

说明书

本发明属于表面超疏水材料制备领域，公开了一种在工件表面超音速火焰喷涂耐磨耐蚀镍铬涂层的方法，对工件表面进行预处理，再对工件表面喷砂处理；在处理后的工件表面采用超音速火焰喷涂镍铬涂层，对得到的表面有镍铬涂层的碳钢进行修饰，干燥，即可得到超疏水镍铬涂层。本发明的方法利用超音速火焰喷涂的方法在工程用的金属材料表面制备一层大面积的超疏水镍铬涂层，不仅具有超疏水的特性，涂层中镍元素具有较高的硬度，使涂层材料具有较好的耐磨性能；而涂层中铬元素具有较好的耐蚀性能，从而使涂层本身兼具良好的耐磨耐蚀性能，可有效用于金属材料的腐蚀防护领域，所得涂层表面具有微米/纳米复合微观结构，表面与水的静态接触角超过150°。

技术领域

本发明属于金属表面处理及防腐技术领域，具体涉及一种在工件表面超音速火焰喷涂耐磨耐蚀镍铬涂层的方法。

背景技术

碳钢因原料丰富、易于加工并且具有良好的成形性能，因而广泛应用于日常生活和工业生产中。但工件表面易发生腐蚀，影响产品的使用寿命，极易造成巨大的经济损失，因此在工件表面采取有效的防腐措施非常必要。

润湿性能是固体表面的一个重要特征，固体表面化学成分和几何形貌共同决定了材料表面的润湿性。随着“荷叶效应”的机理被揭示，接触角大于150°，滚动角小于10°的超疏水材料的研究受到广泛重视。超疏水材料因其“不沾水”特性，在许多方面具有潜在应用，如表面自清洁、表面防冰、防腐防污、减磨减阻等，因而超疏水表面具有较好的应用前景和广泛的应用价值。当前超疏水涂层的制备方法包括酸碱刻蚀法、物理气相沉积法、化学气相沉积法、溶胶凝胶法、阳极氧化法、热喷涂法、激光烧蚀法和电化学沉积法等。

发明内容

本发明公开了一种在工件表面制备超音速火焰喷涂耐磨耐蚀镍铬涂层的方法，以解决现有技术的上述以及其他潜在问题中任一问题。

为了达到上述目的，本公开实施例的技术方案：一种在工件表面超音速火焰喷涂耐磨耐蚀镍铬涂层的方法：提供一碳钢，依次对工件表面进行清洗、喷砂、超音速火焰喷涂，在所述工件表面形成微米/纳米复合微观结构；将表面形成微米/纳米复合微观结构的碳钢置入含氟溶液中进行表面改性；烘干，获得超疏水表面。

所述工件表面超音速火焰喷涂超疏水耐磨耐蚀镍铬涂层的制备方法具体包括以下步骤：

步骤一、工件表面清洗

以丙酮为清洗剂，将钢材用超声波清洗机清洗5～15分钟，清洗温度为20～40℃

步骤二、工件表面喷砂处理

采用白刚玉砂对工件表面进行喷砂处理，直至将工件表面粗糙度处理到Ra 3.5μm～Ra 3.8μm

步骤三、镍铬涂层的制备

采用镍铬粉末，控制工件表面与喷枪相对线速度1000～1200mm/s，喷涂距离300～320mm，氧气流量180～200L/min、丙烷流量40～50L/min、压缩空气流量300～320L/min、送粉速率30～33g/min，在工件表面制备镍铬涂层

步骤四、修饰处理

将喷涂后的工件表面浸入含全氟辛基三氯硅烷的乙醇溶液中修饰30～120min后，干燥，即可得到超疏水镍铬涂层。

作为本发明对上述方案的进一步优选，所述步骤一中的金属工件包括碳钢，不锈钢，铜合金和锌合金等。

作为本发明上述方案的进一步优选，所述步骤三中喷涂用镍铬粉末成分为20wt.％铬、镍余量。

作为本发明对上述方案的进一步优选，所述步骤三中的镍铬粉末粒度为11μm～53μm。