专利名称：一种用于金属管道的铬基耐磨涂层及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一 种金属管道复合防腐涂层及其制备方法，尤其是一种铬基耐磨防腐涂层及其制备方法。
背景技术：
目前金属管道的热喷涂涂层应用最为广泛的是锌(Zn)涂层，Zn涂层虽然具有较好的动态电化学保护性能，但是锌涂层具有如下一些缺点其一，Zn涂层的孔隙率较高，减弱其防腐性能；其二，在常规大气环境中，Zn涂层腐蚀产物主要由较难溶于水的氧化锌、碱式氢氧化锌和碱式碳酸盐组成，此类腐蚀产物具有一定自封闭能力而阻隔潮气等腐蚀介质的侵入，但是在氯离子含量较高的环境中，由于氯离子的侵入，Zn涂层表面较难溶于水的碳酸盐等腐蚀产物迅速被疏松、易于溶解的氯盐化合物所取代，同时腐蚀产物还会引起涂层起泡，减低涂层的附着力，导致涂层容易发生点蚀、不均匀腐蚀而缩短其防腐寿命。其三，Zn涂层与金属基体结合力较差，在生产线轨道上滚动后容易出现破损剥落现象；其四，Zn涂层硬度较低，其硬度约为HRC20左右，在受到各种外力的撞击、冲击及摩擦时容易变形滑移出现磨损，大大降低其防护能力。
发明内容
本发明提供了一种用于金属管道的铬基耐磨涂层及其制备方法，所制备涂层具有抗破坏强，防腐性能高，成本低。一种用于金属管道的铬基耐磨涂层，包括下列重量百分比组分40-50%的Cr和35-45% Zn，其余为 Cr203。一种用于金属管道的铬基耐磨涂层的制备方法，包括下列步骤(1)管道表面处理热喷涂前对铸铁管道及管件表面处理，除去油、水、灰尘等杂质；(2)热喷涂铬基耐磨涂层选用电弧喷涂或火焰喷涂等热喷涂设备，采用两根包粉丝或者包芯丝作为热喷涂的两根熔化极，喷涂于管道表面，形成铬基金属涂层；通过高压无气喷涂，将有机或无机涂层喷涂于合金涂层管道外面，形成封孔终饰层，因此，该复合涂层是由底层的铬基耐磨涂层、封孔终饰层所组成；(3)涂覆封孔终饰层采用喷涂、刷涂或辊涂的方式对耐磨涂层进行封孔处理，典型喷涂方式为高压无气喷涂，涂层厚度为60-150微米；(4)涂层检验涂层外观平整，颜色均匀，厚度一致，采用无损检测仪器检测涂层厚度，厚度合格管子进入成品包装程序。本发明具有下列优点1.本发明喷涂的铬基耐磨涂层成分范围较宽，可以在较大范围内随意调整Cr合金元素的比例，满足了铬基耐磨涂层的多样性，可以适用于多种用途；2.铬的价格低于锌，铬的大量加入会导致涂层整体成本的降低，厂家根据要求易于制备出满足成分要求的包芯丝或者包粉丝，用于喷涂铬基金属涂层，所以铬基金属涂层经济实用性好且易于实施；3.涂层耐磨耐蚀性能良好，所喷涂的铬基涂层耐磨耐蚀性明显优于纯锌涂层以及ZnAl合金涂层。
具体实施例一种用于金属管道的铬基耐磨涂层，包括下列重量百分比组分40-50%的Cr和35-45% Zn，其余为 Cr203。所述用于金属管道的铬基耐磨涂层外表面涂有封孔终饰层。所述用于金属管道的铬基耐磨涂层单位面积上的重量为120_400g/m2，优选为180g/m2。所述封孔终饰层为有机或无机涂料层,厚度为60-150 u m。采用两根包粉丝或者包芯丝作为热喷涂的两根熔化极，喷涂于管道表面，形成铬 基耐磨涂层，其涂层的组织结构中存在富Zn相、富Cr相和少量ZnCr合金相，富Zn相和富Cr相交替存在，协同发挥了 Zn合金相的牺牲保护作用和Cr合金相的钝化保护作用，涂层中的Cr合金相构成网状硬构架，能够起到阻止Zn合金腐蚀及抗冲击磨损的作用。铬的氧化物Cr203除了起到钝化膜的作用外，还与Zn的腐蚀产物一起堵塞涂层中的缺陷，形成更加致密的腐蚀产物层，加强了涂层的自封闭效果，使得涂层在腐蚀后期的耐蚀性能大大提高，此外，热喷涂过程中温度很高，一部分Cr氧化生成Cr203，Cr203硬度很高，在铬基耐磨涂层中作为耐磨骨料，减缓了涂层的磨损，延长了涂层的使用寿命。一种用于金属管道的铬基耐磨涂层的制备方法，包括下列步骤(I)管道表面处理热喷涂前对铸铁管道及管件表面处理，除去油、水、灰尘等杂质；(2)热喷涂铬基耐磨涂层选用电弧喷涂或火焰喷涂等热喷涂设备，采用两根包粉丝或者包芯丝作为热喷涂的两根熔化极，喷涂于管道表面，形成铬基金属涂层；通过高压无气喷涂，将有机或无机涂层喷涂于合金涂层管道外面，形成封孔终饰层，因此，该复合涂层是由底层的铬基耐磨涂层、封孔终饰层所组成；(3)涂覆封孔终饰层采用喷涂、刷涂或辊涂的方式对耐磨涂层进行封孔处理，典型喷涂方式为高压无气喷涂，涂层厚度为60-150微米；(4)涂层检验涂层外观平整，颜色均匀，厚度一致，采用无损检测仪器检测涂层厚度，厚度合格管子进入成品包装程序。实施例I一种用于金属管道的铬基耐磨涂层的制备方法，包括下列步骤(I)管道表面处理热喷涂前对铸铁管道及管件表面处理，除去氧化皮、油、水、灰尘及其它任何杂质。(2)电弧喷涂铬基耐磨涂层选用由大功率喷涂电源、喷涂枪、送丝机构、空压机、控制箱组成的电弧热喷涂设备，将两根0 4. Omm的重量百分含量为Cr55%的Zn包Cr粉芯丝材作为电弧热喷涂的金属丝材，按130g/m2喷涂于管道表面，形成铬基耐磨涂层，所制备的耐磨涂层具有较高的硬度，其硬度值SHRC40，比锌涂层提高一倍。(3)涂覆封孔终饰层在铬基耐磨涂层表面涂覆环氧树脂对耐磨涂层进行封孔处理，封孔终饰层厚度为60 u m。实施例2一种用于金属管道的铬基耐磨涂层的制备方法，包括下列步骤(I)管道表面处理热喷涂前对铸铁管道及管件表面处理，除去氧化皮、油、水、灰尘及其它任何杂质。(2)火焰喷涂铬基耐磨涂层选用由超音速火焰喷涂设备、喷涂枪、送丝机构、空压机、控制箱组成的火焰热喷涂设备，将两根￠3. Omm的重量百分比为Cr65%的Zn包Cr包芯丝作为火焰热喷涂的金属丝材，按180g/m2喷涂于管道表面，形成铬基耐磨涂层。所制备的耐磨涂层具有较高的硬度，其硬度值SHRC50，比锌涂层提高一倍以上。(3)涂覆封孔终饰层在铬基耐磨涂层表面涂覆环氧云铁漆对耐磨涂层进行封孔处理，封孔终饰层厚度为100 u m。实施例3一种用于金属管道的铬基耐磨涂层的制备方法，包括下列步骤(I)管道表面处理热喷涂前对铸铁管道及管件表面处理，除去氧化皮、油、水、灰尘及其它任何杂质。(2)电弧喷涂铬基耐磨涂层选用由大功率喷涂电源、喷涂枪、送丝机构、空压机、控制箱组成的电弧热喷涂设备，分别将两根0 2. Omm的重量百分含量为Cr60%的Zn包Cr粉芯丝材作为 电弧热喷涂的金属丝材，按400g/m2喷涂于管道表面，形成铬基耐磨涂层。所制备的耐磨涂层具有较高的硬度，其硬度值SHRC45，比锌涂层提高一倍以上。(3)涂覆封孔终饰层在铬基耐磨涂层表面涂覆铝粉漆进行封孔处理，封孔终饰层厚度为130 u m。
权利要求
1.一种用于金属管道外表面的铬基耐磨涂层，其特征在于包括下列重量百分比组分:40-50% 的 Cr 和 35-45% Zn，其余为 Cr203。
2.根据权利要求I所述的用于金属管道外表面的铬基耐磨涂层，其特征在于所述用于金属管道的铬基耐磨涂层外表面涂有封孔终饰层。
3.根据权利要求I所述的用于金属管道外表面的铬基耐磨涂层，其特征在于所述用于金属管道的铬基耐磨涂层单位面积上的重量为120-400g/m2。
4.根据权利要求I所述的用于金属管道外表面的铬基耐磨涂层，其特征在于所述封孔终饰层为有机或无机涂料层，厚度为60-150 ii m。
5.一种用于金属管道的铬基耐磨涂层的制备方法，包括下列步骤(1)管道表面处理热喷涂前对铸铁管道及管件表面处理，除去油、水、灰尘等杂质；(2)热喷涂铬基耐磨涂层选用电弧喷涂或火焰喷涂等热喷涂设备，采用两根包粉丝或者包芯丝作为热喷涂的两根熔化极，喷涂于管道表面，形成铬基金属涂层；通过高压无气喷涂，将有机或无机涂层喷涂于合金涂层管道外面，形成封孔终饰层，因此，该复合涂层是由底层的铬基耐磨涂层、封孔终饰层所组成；(3)涂覆封孔终饰层采用喷涂、刷涂或辊涂的方式对耐磨涂层进行封孔处理，典型喷涂方式为高压无气喷涂，涂层厚度为60-150微米；(4)涂层检验涂层外观平整，颜色均匀，厚度一致，采用无损检测仪器检测涂层厚度，厚度合格管子进入成品包装程序。
全文摘要
本发明涉及一种用于金属管道的铬基耐磨涂层及其制备方法。一种用于金属管道的铬基耐磨涂层，包括下列重量百分比组分40-50％的Cr和35-45％Zn，其余为Cr2O3。一种用于金属管道的铬基耐磨涂层的制备方法，包括下列步骤(1)管道表面处理；(2)热喷涂铬基耐磨涂层；(3)涂覆封孔终饰层采用喷涂、刷涂或辊涂的方式对耐磨涂层进行封孔处理，典型喷涂方式为高压无气喷涂，涂层厚度为60-150微米；(4)涂层检验涂层外观平整，颜色均匀，厚度一致，采用无损检测仪器检测涂层厚度，厚度合格管子进入成品包装程序。所制备涂层具有抗破坏强，防腐性能高，成本低。
文档编号C22C30/06GK102676900SQ201210154299
公开日2012年9月19日 申请日期2012年5月17日 优先权日2012年5月17日
发明者信绍广, 李军 申请人:新兴铸管股份有限公司