[实用新型]涂覆耐蚀涂层的钢材

说明书

本实用新型属于一种涂覆耐蚀涂层的钢材，具体地说属于一种涂覆牺牲性阳极涂层的钢材，更具体地说是涂覆一种主要成份是无机磷酸盐或铬酸盐和金属粉末组成的耐蚀底涂层的钢材，其中的金属粉末主要是铝(及铝合金)或锌(及锌合金)的粉末。

在现代工业社会中，金属腐蚀是个严重问题，特别是在恶劣环境中使用的大型钢铁构件，通常采用的涂漆方法不能满足防护要求，必须采取更有效的措施。

在钢铁构件上涂覆具有阴极保护功能的牺牲性阳极涂层，例如在钢件上涂覆铝或锌等金属涂层，是公认的最佳防腐蚀办法，而大批量生产涂覆这类涂层的钢材则是最经济、实用和有效的措施。

迄今为止批量生产的涂覆牺牲性阳极涂层的钢材，只有热浸镀锌(或铝锌合金)的薄钢板(带)、小口径钢管和钢丝。受镀槽尺寸的限制和其他技术上的困难，阻碍热浸镀钢材的广泛应用。由于热浸镀锌需要将钢材浸没在熔融的锌液中进行镀敷，这对于可以自由弯曲的薄钢板、钢丝或小尺寸钢管教容易办得到，但对于厚度厚、尺寸大的钢材，不仅要受到镀槽尺寸的限制，而且镀敷工艺技术的难度也非常大。热浸镀锌对钢铁的保护性能低于热浸镀铝，但热浸镀铝镀敷工艺的难度比热浸镀锌更大，至今未能用于批量生产的钢材，仅在某些加工好的成品钢铁零件上少量应用。

本实用新型的目的就是要提供这样一种涂覆耐蚀涂层的钢材，在钢材表面涂覆的牺牲性阳极涂层具有优于热浸镀锌、铝或铝锌合金涂层的防腐蚀性能，涂覆工艺简便，可以涂敷各种形状和大小的钢材，不存在涂敷所需工艺设备尺寸所带来的限制(而热浸镀要受镀槽尺寸的限制)，适用于各种钢材的大批量生产。

美国专利3248251公开了一种由无机磷酸盐、铬酸盐和铝粉组成的涂层(以下简称无机铝涂层)，该涂层不仅具有铝对钢的卓越的阴极保护功能，还具有磷酸盐和铬酸盐对钢的缓蚀作用，而且该涂层的粘附力和其他理化性能也非常好，因此它对钢铁的防腐蚀性能和综合保护性能胜过同样厚度的热浸镀铝涂层。但是由于涂料的润湿性能很差，它要求被涂覆的钢件事先要进行极为严格的表面处理，包括彻底的清洗和严格的吹砂，否则涂层粘附不住，其次是涂层固化后需经受540℃的高温烘烤1个半小时或采取喷玻璃丸的方法使涂层导电，才具备阴极保护功能。上述涂覆工艺的难度很大，妨碍了这一涂层的广泛应用，由于这一缘故至今它仅限于在航空发动机钢铁零件上应用，无法用于大型钢铁构件，更谈不上用于大批量生产的钢材。本实用新型克服了上述无机铝涂层的缺点。首先是在涂料中添加0.01-0.03％的表面活性剂从而提高涂层对钢材的润湿效果，这样就可免除严格的清洗和吹砂，使工艺简化以适应大批量生产钢材的需要。固化后的涂层采用冷挤压法使涂层中的铝粉连通，从而使涂层获得导电性，具备阴极保护功能或者采用快速加热的方法使钢材表面的涂层瞬间达到或接近铝的熔点(550-660℃)，从而使涂层导电。可以采用高频加热、激光扫射、火焰扫射或其它方法使钢材表面的涂层受热，而钢材的内部温度仍处于较低的范围，避免加热引起钢材变形或改变机械性能，并提高生产效率。经过这样改进后涂覆无机铝涂层钢材的大批量生产成为可能，本实用新型的目的得以实现。改变涂料的成份，例如用铝合金粉、锌粉、锌合金粉、铝锌合金粉、铝锌硅合金粉、渗锌铝粉、包锌铝粉或锌镍合金粉代替铝粉，可以改善或改变涂层的性能，以适应不同的需要。采用能够在室温或较低温度下烘烤干燥、固化和导电的无机涂料[例如无机磷酸盐或铬酸盐和锌粉、包锌铝粉或无氧化膜的铝(或铝合金)粉末配成的涂料]能够降低固化温度或免掉加热烘烤的工序。下面举例说明本实用新型的实施方法一、涂料配方举例

磷酸[H₃PO₄(85％)]                                                 20ml

氧化镁(MgO)                                                           5g

磷酸二氢镁[Mg(H₂PO₄)₂·3H₂O]                                     5g

重铬酸镁[MgCr₂O₇·6H₂O]                                           5g

非离子表面活性剂                                                   0.02g