[发明专利]船舶紧固件镉-锌-氟碳复合涂层及制备方法

说明书

技术领域

 本发明涉及船舶紧固件镉-锌-氟碳复合涂层及制备方法。

背景技术

 船舶紧固件的腐蚀通常指应力条件下的电化学腐蚀，即应力电化学腐蚀；海洋环境中，船舶紧固件腐蚀还属于有C1^-离子存在的电化学腐蚀，在上述两种类型叠加的情况下，紧固件的腐蚀反应速率远大于通常的自然锈蚀速率。这种腐蚀的失效方式属于晶间腐蚀断裂，通常是引起重大机械事故的主导性诱因。因此，对海洋环境条件中的紧固件进行充分的保护是保证安全生产，提高生产效率的必需手段。

    目前，热浸锌、真空锌／铝共渗、镀锌及达克罗等工艺是船舶紧固件常用的防腐技术。但是，它们在实际生产过程中的使用效果并不理想，例如，在紧固件安装过程中，紧固件受到较强的夹持应力和轴向的挤压或拉伸应力，因而其外露表面的防锈层严重损坏，随后在船舶建造过程开始发生腐蚀。交船时，紧固件表面已经出现了较严重的锈蚀，有一些舷外部位的紧固件已经无法正常拆换，不但贻误工时，还造成了大量的浪费。事实表明，当前船舶紧固件采取的防腐技术没能有效的遏制腐蚀的发生，船舶紧固件的腐蚀防护问题依然严峻。

    导致紧固件保护层剥落的因素有两方面因素：一、涂层与紧固件基体之间的结合力不足；二、紧固件螺纹内侧的滑动摩擦力过大，从而使层间剪切应力大于涂层与基体间的抗剪极限。解决涂层剥落问题也应该从上述两方面入手，不但要保证防护涂层与基体的结合力，也需要采取措施在螺纹内侧降低摩擦系数，避免产生过大剪切力。

发明内容

为了克服现有船舶紧固件不耐腐蚀的缺点，本发明提出了船舶紧固件镉-锌-氟碳复合涂层及制备方法。该方法通过在紧固件基底制备镉、锌和氟碳复合保护层，解决船舶紧固件的抗腐蚀问题。

本发明采用的技术方案是：

紧固件外表由内向外分别设有镀镉层、镀锌层和氟碳涂层，形成紧固件复合保护层。

紧固件复合保护层的制备过程：紧固件本体按顺序经过除油、清洗、电化学浸蚀、浸蚀后清洗、镀镉、镀锌、钝化、除氢处理、喷涂氟碳涂料、氟碳涂层固化过程。

具体操作步骤

1、紧固件除油：用80～90℃碱液浸泡紧固件，进行除油；

2、清洗：经过碱液除油后的紧固件用50～60℃清水清洗三次；

3、电化学浸蚀：采用阴极—阳极联合浸蚀法，阴极浸蚀与阳极浸蚀时间比为3:2；

阴极浸蚀：以铅板为阳极，紧固件为阴极，阴极浸蚀电流密度为8A／dm²，浸蚀温度60℃，时间为10分钟；

阳极浸蚀：以铁板为阴极，紧固件为阳极，电流密度为4A／dm²，浸蚀温度35℃，浸蚀时间为6分钟；

4、浸蚀氧化皮后清洗：用23℃冷水对浸蚀氧化皮后的紧固件进行清洗；

5、镀镉：采用氨羧络合物镀镉工艺；

6、镀锌：采用碱性无氰镀锌工艺；

7、钝化：采用三价铬钝化工艺；

8、除氢处理：除氢过程温度范围180～190℃，保温2.5小时；

9、喷涂氟碳涂料：将经过除氢处理的紧固件用热风吹干后，表面喷涂氟碳涂料，湿膜厚度范围10～15微米；

10、氟碳涂层固化：将经过喷涂氟碳涂料的紧固件置于固化器中，在240℃温度条件下固化40分钟，使紧固件表面涂覆的氟碳涂料成膜固化。

积极效果，采用本发明的方法能够在紧固件表面形成镉-锌-氟碳复合保护层，从而保护紧固件不受腐蚀源的侵蚀。本发明的复合保护层具有强度高、耐磨损、使用寿命长的优点。适宜在船舶制造及其它机械制造领域的紧固件表面防护应用。

附图说明

图1为船舶紧固件镉、锌和氟碳复合保护层设置状态图。

图中，1.紧固件，1.1.螺齿，1.11.镀镉层，1.12.镀锌层，1.13.氟碳涂层。

具体实施方式

船舶紧固件包括螺栓、螺杆，螺母，垫片、垫圈、锁钉和连接件，为用于机械紧固及部件安装固定的器件。

据图1所示，以螺栓的螺齿部位为例，在紧固件1上设有螺齿1.1，螺齿外侧依次为镀镉层1.11，镀锌层1.12和氟碳涂层1.13。

紧固件复合保护层的制备过程

紧固件本体按顺序经过除油、清洗、电化学浸蚀、浸蚀后清洗、镀镉、镀锌、钝化、除氢处理、喷涂氟碳涂料、氟碳涂层固化过程。

具体操作步骤

1、紧固件除油：用80～90℃碱液浸泡紧固件，进行除油；