[发明专利]一种金属表面耐磨防腐涂层的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及化学技术领域，具体涉及一种涂层的制备方法，特别涉及一种金属表面耐磨防腐涂层的制备方法。

背景技术

金属材料的主要损失方式为磨损和腐蚀，其造成的经济损失非常巨大，据统计每年全世界有1/10钢材是通过腐蚀、磨损而损耗掉。就我国而言，每年因腐蚀和磨损造成的损失近达4000亿元。因此，为了提高钢材的抗腐蚀耐磨损性能，在金属表面制备防腐耐磨强化的涂层是一种经济且有效的途径。

目前，金属材料的耐磨防腐涂层的制备，一般采用高分子、水泥、特氟龙、搪瓷片等材料在金属材料表层冷喷涂或者其他处理一层涂层，从而使金属材料与外界隔离而达到耐磨防腐的效果。但这些材料都具有相应的缺点，高分子材料不耐磨；水泥的防腐性效果低；特氟龙防腐性好，但耐磨性以及牢度性能差；搪瓷片不连续，在粘结处易受腐蚀和磨损，且容易爆瓷等。热喷技术也越来越成为热点，热喷技术有等离子喷涂、超音速喷涂、电弧喷涂、火焰枪喷涂等。等离子与超音速喷涂不利于现场施工，且成本较高；电弧喷涂只能喷涂导电的金属丝材，而金属防腐效果不理想；火焰枪喷涂适用性强，成本较低，且可以喷涂各种粉体，例如：金属粉体、合金粉体、金属氧化物粉体等。目前所用的喷涂粉体一般为金属粉或合金喷涂在金属表面，这种涂层易被氧化且耐磨性不好；单一的金属氧化物粉体熔点较高，例如Al₂O₃熔点2054℃，La₂O₃熔点2217℃，ZrO₂熔点2700℃，而火焰喷涂只能喷涂熔点较低的金属或者金属氧化物，而一般而言，熔点越低，化学稳定性能、机械性能越差，反之亦然。火焰喷涂喷涂高熔点的物质成为一个难题。

发明内容

鉴于上述金属材料的耐磨防腐涂层的缺陷，本发明提供一种金属表面耐磨防腐涂层的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明提供的金属表面耐磨防腐涂层的制备方法技术方案，包括如下步骤：

(1)制备Al-La-Zr粉体，包括如下步骤：

A-1将粉体La₂O₃、ZrO₂和Al₂O₃按照重量比2～12：1～6：2～12加去离子水混合均匀，然后球磨，得到分散均匀的浆料，

A-2将前述得到浆料通过喷雾干燥得到Al-La-Zr球形粉体，

(2)Al-La-Zr粉体对金属材料进行喷涂处理，包括如下步骤：

B-1将前述制备得到的Al-La-Zr球形粉体通过火焰喷枪，喷涂到金属材料的表面，粉体在金属材料表面形成一层涂层，

B-2将喷涂好的金属材料，浸泡在硅溶胶里面一段时间，然后在一定温度保温后缓慢降温，得到密封和表面光滑的陶瓷涂层。

本发明的一优选技术方案中，A-1步骤中，在球磨时加入分散剂，所述分散剂选自PVA或聚乙醇6000，分散剂固含量为0.2～0.5％。

本发明的一优选技术方案中，粉体La₂O₃、ZrO₂和Al₂O₃按照重量比2～5：1～3：2～5加去离子水混合均匀，然后球磨1～12h，得到分散均匀的浆料；更优选地，粉体La₂O₃、ZrO₂和Al₂O₃按照重量比2：1：2加去离子水混合均匀。

本发明的一优选技术方案中，A-2步骤中得到的Al-La-Zr粉体粒径范围为2～100μm，优选为10～35μm。

本发明的一优选技术方案中，在步骤B-1前，先将待喷涂的金属材料通过喷砂处理，去除金属表面附着有油脂、灰尘及氧化皮等污物，且得到的金属表面粗糙适当。

本发明的一优选技术方案中，步骤B-1中，粉体在金属材料表面形成0.05～0.5mm的涂层。

本发明的一优选技术方案中，步骤B-2中，将喷涂好的金属材料，浸泡在硅溶胶里面30min～3h，然后在100℃～300℃保温1h～6h后缓慢降温，从而得到密封和表面光滑的陶瓷涂层。优选地，步骤B-2中，将喷涂好的金属材料，浸泡在硅溶胶里面30min～1h，然后在200℃～300℃保温5h～6h后缓慢降温，从而得到密封和表面光滑的陶瓷涂层。