一种不锈钢基材耐磨耐腐蚀涂层结构的制作方法

文档序号:14207170阅读:246来源:国知局
本实用新型涉及不锈钢表面处理,更具体地说,涉及一种不锈钢耐磨耐腐蚀的涂层结构,属于涂层结构
技术领域

背景技术
:近年来,表面工程技术迅猛发展,各种功能涂层在生产中应用日益广泛,其应用领域涉及汽车、火车、家电、能源、交通工程、机械制造、计算机、土建工程、水利工程、石油化工、航空航天等许多领域。为使金属构件防腐,在金属机械设备表面涂装一层耐磨涂层,是提高其使用寿命的有效途径之一,也是一种十分普遍的方法。其防腐作用来自两方面,一是涂料的不渗透性即密着性,隔绝了金属与外界的接触;二是颜料、填料的缓蚀作用。高分子材料凭借独特的分子结构特征,在耐腐蚀性能方面具有一定的优势。但高分子复合材料耐磨性差以及易氧化,在应用方面受到了限制。如一般的耐腐蚀涂料如过氯乙烯树脂防腐涂料、氯醚树脂涂料等由于所形成的涂层没有足够的机械强度与耐磨性,在受到长时间冲击与机械作用后,会很快磨损,乃至剥落而失去对基材的保护作用,因而只能应用于静态工件。这就限制了高分子功能涂层在制造业领域的应用。ZL201621129816.5公开了一种耐磨涂料涂层结构,包括涂覆在底面上的耐磨涂料底层、散布粘附在耐磨涂料底层上的陶瓷颗粒层和涂覆在上的环氧耐磨漆层构成。所述环氧耐磨漆层嵌入在陶瓷颗粒层之间;陶瓷颗粒是一种耐高温耐腐蚀,硬度较高耐磨的物质,其通过粘附耐磨涂料底层上,并与环氧耐磨漆层粘结在一起,由于在各陶瓷颗粒之间存在很多间隙空间,因此在实际摩擦接触过程中会降低力学强度,影响涂层性能。ZL201520557718.0公开一种用于渣浆泵的碳化硅耐磨涂层结构,包括金属基面,所述金属基面的外表面均匀开设有纵横交错的固定槽口,固定槽口内对应固定有内嵌支架,内嵌支架上纵横交错的支架单元形成了多个涂层分隔,金属基面的外表面设置有树脂底层,树脂底层的上表面以及内嵌支架的外表面铺设有耐磨层。由于此结构耐磨层采用乙烯基酯树脂,耐高温性能不好,这也限制了使用领域。ZL201520966850.7公开了一种用于管道防腐蚀的涂层结构,包括:基材,所述基材设有纹路层,所述纹路层粘接覆盖熔结环氧粉末底层,所述熔结环氧粉末底层上粘接覆盖聚合物胶黏剂中间层,所述聚合物胶黏剂中间层上粘接覆盖纳米陶瓷耐腐蚀层,所述纳米陶瓷耐腐蚀层粘接覆盖化学粘附耐磨层。但聚合物胶黏剂中间层上热喷涂纳米陶瓷耐腐蚀层施工难度大,不利于技术推广。ZL201620197627.5公开了一种燃烧室炉排片关键部位耐磨耐高温腐蚀涂层结构,其包括炉排片本体,所述炉排片本体上表面的前端具有数个沿该炉排片本体长度方向设置的凸台,且该数个凸台并列设置,所述凸台具有依次连接的前斜面、上水平面、后斜面,其中,在所述上水平面、后斜面上均设置有合金耐磨耐高温腐蚀涂层。该合金耐磨耐高温腐蚀涂层为合金Ni50A涂层,成本高,且不利于后期维护。技术实现要素:针对现有技术存在的上述不足,本实用新型的目的在于提供一种不锈钢基材耐磨耐腐蚀涂层结构,本涂层结构在保证耐腐蚀性能的前提下,同时提高涂层的耐磨性。为了实现上述目的,本实用新型采用的技术方案如下:一种不锈钢基材耐磨耐腐蚀涂层结构,在不锈钢基材表面设有底层,在底层上设有耐磨层,在耐磨层上设有耐腐蚀层,所述底层为热浸镀铝涂层;所述耐磨层为微弧氧化涂层;所述耐腐蚀层为两层,由内至外分别为丙烯酸酯涂层和聚氨酯涂层。相比现有技术,本实用新型具有如下有益效果:本实用新型中,热浸镀铝涂层与不锈钢基材结合度好,微弧氧化涂层具有良好的耐磨性,在微弧氧化层外面再进行丙烯酸酯和聚氨酯涂布,不仅可以使涂层耐磨性进一步提高(聚氨酯涂层材料本身具有一定硬度,可以适当增强耐磨性),也同时可以达到耐腐蚀的目的,从而使涂层整体在保证耐腐蚀性能的前提下,同时提高涂层的耐磨性。附图说明图1-本实用新型结构示意图。其中,1-热浸镀铝涂层;2-微弧氧化涂层;3-丙烯酸酯涂层;4-聚氨酯涂层;5-不锈钢基材。具体实施方式以下结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细描述。为了解决现有涂层的不足,本实用新型提供了一种涂层新结构,首先对不锈钢基材5采用热浸镀铝的方法在其表面得到热浸镀铝涂层1,第二步在热浸镀铝涂层1上进行微弧氧化,得到微弧氧化涂层2,第三步在微弧氧化涂层2表面涂布丙烯酸酯涂层3,最后在丙烯酸酯涂层3表面涂布聚氨酯涂层4。即本实用新型高分子耐磨耐腐蚀涂层结构,包括热浸镀铝涂层1、微弧氧化涂层2、丙烯酸酯涂层3和聚氨酯涂层4,所述热浸镀铝涂层1、微弧氧化涂层2、丙烯酸酯涂层3和聚氨酯涂层4由内向外依次设置与不锈钢基材5上,结构如图1所示。本方案的涂层底层为热浸镀铝涂层1,结构厚度为2.0μm-20.0μm。热浸镀铝涂层1与不锈钢基材5结合强度高,便于后续微弧氧化操作进行。作为耐磨层,微弧氧化涂层2位于热浸镀铝涂层1外层。微弧氧化操作工艺如下:先用热缩管和热熔胶对试样导线部分进行封样,保证仅热浸镀铝涂层表面与电解液相接触。然后将试样放置于电解液中,并与微弧氧化电源阳极相连,不锈钢电解槽与电源阴极相连。随后启动微弧氧化电源。微弧氧化涂层结构厚度控制在5.0μm-15.0μm。丙烯酸酯涂层3位于微弧氧化涂层2外层,结构厚度为20-25μm。聚氨酯涂层4位于丙烯酸酯涂层3外层,结构厚度为30μm-40μm。由于丙烯酸酯和聚氨酯本身具有优异的耐腐蚀效果,从而达到增强涂层的耐磨性和耐腐蚀性的效果。本实用新型在涂层结构的最表面添加丙烯酸酯和聚氨酯耐腐蚀层,由于丙烯酸酯与聚氨酯本身具有优异的耐腐蚀效果,从而达到增强涂层的耐腐蚀性的效果。微弧氧化使非晶结构的氧化层发生相结构变化,生成原位生长的致密陶瓷膜。经微弧氧化处理后,涂层具有高显微硬度、高耐热性、高耐磨性等优良性能,甚至可以代替高硬度合金钢或耐热金属制造零件,应用范围得以大大拓宽。本涂层各层优选厚度为:所述热浸镀铝涂层优选厚度5.0μm-10.0μm;微弧氧化涂层优选厚度8.0μm-10.0μm;丙烯酸酯涂层优选厚度21μm-22μm;聚氨酯涂层优选厚度35μm-38μm。按本结构制备得到一具体实施例涂层,各涂层厚度分别为,热浸镀铝涂层8.0μm;微弧氧化涂层9.0μm;丙烯酸酯涂层21μm;聚氨酯涂层36μm。将本实施例的新型涂层与现有的涂层相比,对比参数数据如下表:采用HVS-1000维氏硬度计测试微弧氧化膜层的硬度,参数设定为0.1kg,(0.98N)的试验力,保压时间20s。配制pH=1的稀盐酸溶液,测定涂层耐腐蚀性,项目维氏硬度HV0.1耐酸性(pH=1稀盐酸浸泡30d)本实施例制备涂层781无腐蚀斑点,涂层完好普通耐磨涂料涂层460有腐蚀斑点,部分表面涂料层脱落通过对比测试可以看出,本新型涂层结构在硬度和耐腐蚀性上均较现有普通涂层得到了改进,产品耐磨性和耐腐蚀性同时得到提升。本实用新型的上述实施例仅仅是为说明本实用新型所作的举例,而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化和变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本实用新型的技术方案所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之列。当前第1页1 2 3 
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