复合涂层和风力发电机组发电机转子端盖的制作方法

本实用新型涉及风力发电技术领域，更具体地讲，涉及一种复合涂层和风力发电机组发电机转子端盖。

背景技术：

风力发电机组单叶片吊装过程中将会使用到盘车工装设备，盘车设备会摩擦风力发电机转子端盖上的涂层。但是，目前风力发电机转子端盖的涂层耐磨性较差，经常出现不同程度的磨损。对于磨损的涂层，只能在机组吊装完成后进行涂层修补，同时，由于涉及高空作业，涂层修补费时、费力且有安全风险，甚至还会导致安装工期延误，带来不利影响。

技术实现要素：

一种复合涂层和风力发电机组发电机转子端盖，具有改善的耐磨性和防腐蚀性。

根据本实用新型的一方面，提供一种复合涂层，所述复合涂层包括：热喷涂金属底层，所述热喷涂金属底层的厚度大于180μm且小于等于200μm；陶瓷层，形成在所述热喷涂金属底层上。

优选地，所述复合涂层还可包括位于所述热喷涂金属底层和所述陶瓷层之间的封闭漆层，所述封闭漆层封闭所述热喷涂金属底层的孔隙。

优选地，所述陶瓷层的厚度与所述热喷涂金属底层的厚度的比可为0.5～1.0。

优选地，所述陶瓷层的厚度可在100μm～150μm的范围内。

优选地，所述陶瓷层的厚度可大于等于110μm且小于120μm。

优选地，所述封闭漆层可利用环氧封闭漆形成。

优选地，所述热喷涂金属底层的厚度可大于180μm且小于等于190μm。

优选地，所述热喷涂金属底层可为热喷涂锌、热喷涂铝或热喷涂锌铝合金涂层。

优选地，所述热喷涂金属底层可以是厚度均匀的。

根据本实用新型的另一方面，提供一种风力发电机组发电机转子端盖，所述风力发电机组发电机转子端盖可包括上述复合涂层。

本实用新型所提供的复合涂层和风力发电机组发电机转子端盖，不仅可以提高耐磨性和耐老化性，还可以显著提高防腐蚀寿命。

附图说明

通过下面结合附图对本实用新型的示例性实施例的详细描述，本领域技术人员将会获得对本实用新型的全面理解，其中：

图1是根据本实用新型的一个实施例的复合涂层的示意图。

图2是根据本实用新型的另一实施例的复合涂层的示意图。

附图标号说明：

1、热喷涂金属底层，2、封闭漆层，3、陶瓷层。

具体实施方式

以下，将参照附图来详细说明本实用新型的实施例，其中，在附图中，相同的附图标号用于表示相同的组件。

根据本实用新型的示例性实施例的复合涂层和风力发电机组发电机转子端盖可保证耐磨性和防腐蚀要求，降低成本。下面结合图1至图2对本实用新型的优选实施例进行详细描述。

参照图1，根据本实用新型的示例性实施例提供的复合涂层，该防护涂层可包括三层。具体地，该复合涂层可包括：热喷涂金属底层1，热喷涂金属底层1位于内层，且热喷涂金属底层1的厚度大于180μm且小于等于200μm；陶瓷层3，陶瓷层3位于外层。

根据本实用新型的示例性实施例的复合涂层可用于风力发电机转子端盖，不仅可提供优异的防腐蚀寿命，还可提高发电机转子端盖的耐磨性，从而减少甚至消除风力发电机组单叶片吊装盘车工装的摩擦作用对发电机转子端盖所造成的磨损。

热喷涂金属底层1可以作为牺牲阳极保护铁基基材，从而达到防腐蚀效果。作为示例，热喷涂金属底层1可以是热喷涂锌、热喷涂铝或热喷涂锌铝合金涂层等，其中锌铝合金中铝的含量为15％。

作为底层的热喷涂金属底层1的厚度可在150μm～200μm的范围内，在满足该厚度的情况下，根据本实用新型的复合涂层可满足20年以上的防腐蚀寿命。

如果热喷涂金属底层1的厚度小于等于150，防腐蚀作用相对较低，会导致防腐蚀寿命缩短。

当热喷涂金属底层1的厚度大于180μm时，可获得更优异的防腐性能，因此可保证较高的耐腐蚀性。

然而，当热喷涂金属底层1的厚度大于200μm时，由于厚度过厚，会导致附着力不稳定，并且会导致施工成本和材料成本升高。

也就是说，当热喷涂金属底层1的厚度达到预定水平即可达到所需的防腐性能要求，热喷涂金属底层1的厚度过厚反而会带来附着力降低以及增加施工成本和材料成本的问题。

因此，优选地，热喷涂金属底层1的厚度可大于180μm且小于等于190μm的范围内，以在获得优异的防腐性能的同时，降低施工成本和材料成本。

热喷涂金属底层1可具有厚度均匀，以充分保证防腐蚀效果，并且可实现良好外观，以利于后续加工操作和涂层的形成。

作为面层的陶瓷层3因其优异的耐磨性和耐老化性可满足防护涂层耐磨损和耐老化的性能需要。

作为示例，陶瓷层3可以是直接热喷涂的非金属陶瓷层，但实施例不限于此，还可以是包含耐磨陶瓷粉末的环氧树脂涂料。

陶瓷层3的厚度与热喷涂金属底层1的厚度的比在0.5～1.0的范围内，以实现所需的耐磨损和耐老化性能。

当陶瓷层3的厚度与热喷涂金属底层1的厚度的比小于0.5时，难以达到期望的耐磨损和耐老化性能，会导致复合涂层寿命减少。当陶瓷层3的厚度与热喷涂金属底层1的厚度的比大于1.0时，陶瓷层3厚度过大，陶瓷层3与热喷涂金属底层1结合可靠性变差，且会导致施工成本和材料成本升高。

作为示例，陶瓷层3的厚度可在100μm～150μm的范围内。当陶瓷层3的厚度小于100μm时，会难以保证期望的耐磨性。

优选地，陶瓷层3的厚度可大于等于110μm，以提供更高的耐磨性。

然而，当陶瓷层3的厚度大于150μm时，陶瓷层3厚度过大，与热喷涂金属底层1结合可靠性变差，即，附着力降低，另外，还会导致施工成本和材料成本升高。

也就是说，当陶瓷层3的厚度达到预定水平即可达到所需的耐磨损和耐老化性能要求，陶瓷层3的厚度过厚反而会导致陶瓷层3的附着力降低，而且会增加施工成本和材料成本。

因此，优选地，陶瓷层3的厚度可大于等于110μm且小于120μm，以在满足较强耐磨性的同时，降低施工成本和材料成本。

参照图2，根据本实用新型的另一示例性实施例，复合涂层还可包括封闭漆层2，封闭漆层2可位于热喷涂金属底层1和陶瓷层3之间，覆盖热喷涂金属底层1并封闭热喷涂金属底层1的孔隙，以增强防腐蚀作用。

另外，由于封闭漆层2具有良好的结合性能，封闭漆层2还具有增强热喷涂金属底层1和陶瓷层3之间结合可靠性的作用。

作为示例，封闭漆层2可利用环氧封闭漆形成。

以下将具体描述本实施例中复合涂层的具体形成过程。

防护涂层的形成工艺可包括用于形成各个涂层的施工和在施工之前进行表面处理的喷砂清理工艺。

在喷砂清理和涂层施工时，环境相对湿度可保持在＜85％，钢材表面温度高于露点温度可至少为3℃。

对于所有待喷涂装表面，应在焊接完毕后整体进行喷砂清理，以利于涂层形成。

喷砂清理前可采用手动或动力工具进行结构预处理。例如，可用刮刀或砂轮机去除焊接飞溅，焊缝应打磨光顺。锐边可用砂轮打磨成半径不小于1mm的圆角。表面层叠、裂缝、夹杂物应磨掉。钢材结构缺陷处理等级应符合ISO8501-3规定的P3级。

另外，喷砂清理前应除去所有的油、脂、水、灰、盐等。清洗后当怀疑有油污残留，可用紫外线灯法/黑光灯法检查，确保表面无油污。

喷砂清理后，喷砂清理磨料尺寸0.5～1.5mm，待喷涂表面的粗糙度达到Sa3级。另外，待喷涂表面要清洁、干燥、无油污，表面灰尘度应不大于2级，表面水溶性氯化物含量不大于50mg/m²。

在喷砂清理，可通过热喷涂施工来形成热喷涂金属底层。

热喷涂施工可采用电弧喷涂或等离子喷涂。作为示例，电弧喷涂电流可为180～230A，送丝电压可为22～24V。

在热喷涂施工时热喷涂枪与待喷涂表面应尽量保持垂直(角度60°～90°)并保持150～200mm距离。

优选地，可一次喷涂达到规定的厚度，并且可通过相互垂直、交叉的方法确保涂层厚度均匀并达到规定的厚度要求。

在热喷涂完成后，所形成的热喷涂金属底层外观应均匀一致，无开裂、起泡或底材裸露的斑点，且无附着不牢的金属熔融颗粒或影响涂层使用寿命和防腐效果的缺陷。

在热喷涂完成后且热喷涂金属底层冷却后，应尽快热喷涂金属底层的灰尘和松散的颗粒，并在热喷涂金属底层上形成封闭漆层以进行封闭，从而避免热喷涂金属底层发生氧化或被污染。

作为示例，封闭漆层可以利用环氧封闭漆形成。封闭漆层的厚度没有具体的限制，只要其可覆盖整个热喷涂金属底层即可。

在形成封闭漆层之后，可在封闭漆层上形成陶瓷层，以增加耐磨性和耐老化性。陶瓷层的形成方法不受限制，作为示例，可按照一般陶瓷漆涂装方法进行施工。

在复合涂层整体完全固化之后，可采用湿式海绵检漏仪检测无涂层漏涂点，同时，涂层附着力要求满足≥5MPa。

在对根据本实用新型的复合涂层和现有的防护涂层采用泰伯尔(Taber)磨耗试验在实验室进行耐性检测之后发现，在同样的摩擦条件下，根据本实用新型的复合涂层磨损量仅为现有防护涂层的十分之一左右，相对于现有的防护涂层可显著提高耐磨性。

同时，采用自制的辅助工装，模拟单叶片吊装时盘车工装时在防护涂层上产生的水平摩擦力进行水平摩擦试验也可看出，在同样的水平摩擦力下，现有防护涂层存在大面积严重磨损，甚至磨损至基材，而据本实用新型的复合涂层几乎无磨损或仅表明轻微磨损，耐磨性远超现有防护涂层。

根据本实用新型的实施例的复合涂层和风力发电机组发电机转子端盖，通过采用具有预定厚度的热喷涂金属底层，可以获得良好的耐腐蚀寿命。通过采用陶瓷层，可以获得优异的耐磨性和耐老化性。

通过采用上述复合涂层和风力发电机组发电机转子端盖，不仅可以满足风力发电机组单叶片吊装盘车工装摩擦作用的耐磨性要求，还可以显著提高防腐蚀寿命。另外，由于防护涂层磨损量大幅降低，可以大大减少甚至避免涂层修补相关工作，在这种情况下，不仅可提高风力发电机组吊装施工效率，还可减少甚至消除修补操作带来的安全风险。

上面对本实用新型的具体实施方式进行了详细描述，虽然已表示和描述了一些实施例，但本领域技术人员应该理解，在不脱离由权利要求及其等同物限定其范围的本实用新型的原理和精神的情况下，可以对这些实施例进行组合、修改和完善，这些组合、修改和完善也应在本实用新型的保护范围内。