[发明专利]一种提高冷喷涂涂层耐腐蚀性的方法

说明书

本发明公开了一种提高冷喷涂涂层耐腐蚀性的方法，使用的设备主要包括冷喷涂设备和脉冲电子束设备。首先利用冷喷涂工艺在材料表面制备冷喷涂层，随后利用脉冲电子束对涂层区域进行轰击，使得涂层表层发生反复重熔，大大降低涂层的孔隙率，提高涂层的耐腐蚀性。本发明结构简单、使用方便、性能可靠、经济使用，能够显著提高冷喷涂层的耐腐蚀性能，对冷喷涂的实际应用和推广具有重要意义。

技术领域

本发明属于表面工程技术领域，涉及一种材料表面保护方法，尤其是一种提高冷喷涂涂层耐腐蚀性的方法。

背景技术

冷喷涂工艺是一种新型的表面保护方法，具有低成本、快速高效、无氧化、组织均匀、可百分百回收利用等优点，被广泛应用于各种材料的表面保护中。冷喷涂工艺是将粉末颗粒预加热，并通过高压的作用撞击到基材表面，通过多层的堆积，形成保护层。冷喷涂同样存在一定问题：由于冷喷涂是通过加速气体的作用下使粉末颗粒附着在材料表面，在喷涂过程中，优先喷涂的颗粒由于受到后续颗粒的冲击，结合更加紧密，相互之间的结合力更大，很少有孔隙存在，但在后涂层表层的颗粒并未受到此类的促进效果，导致在涂层表层区域，颗粒间的结合不够紧密，存在大量孔隙。在较为恶劣的服役环境下，该区域往往会被优先腐蚀，大大降低了涂层的耐腐蚀性。所以，如何改进冷喷涂表层颗粒结构，是需要解决的关键问题。

发明内容

根据背景技术所述，本发明的目的在于提供一种提高冷喷涂涂层耐腐蚀性的方法。本发明首先将材料表面进行冷喷涂层保护，随后利用脉冲电子束对涂层表面进行轰击，使得表层铝颗粒融化，熔化后的液相将对表层存在的孔隙进行一定程度的填充，并使得冷喷涂表面更为平整，有效的减少了应力集中，有效降低冷喷涂层的孔隙率，从而最终实现提高冷喷涂铝涂层的耐腐蚀能力。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

(1)对材料本体表面进行喷丸处理，工作气体为压缩空气，压力为0.8-1.0Mpa；所述材料本体为铝合金、镁合金或钛合金。

(2)对材料本体表面进行冷喷涂工艺处理。冷喷涂气体预热温度为500℃，所选粉末颗粒为纯Al或者铝合金颗粒，送粉速率为30g/min，送粉距离为25mm，最终涂层厚度在0.5-1mm；所述材料本体为铝合金、镁合金或钛合金；所述冷喷涂介质为纯铝颗粒、2000、6000、7000系列高强铝合金颗粒，或纯铝和氧化铝的混合物，颗粒尺寸20-30μm。

(3)在进行冷喷涂工艺后，对冷喷涂表面进行脉冲电子束轰击，加速电压27kV，脉冲轰击次数3-15次，靶极距离10cm，电子束工作真空度为7.0×10^-3Pa，脉冲持续时间为2.5μs。

由于采用了上述技术方案，本发明具有如下优点和效果：

(1)制备的冷喷涂层结构致密，孔隙率较低。

(2)在脉冲电子束轰击下，冷喷涂层表层发生重熔。

(3)表层平整，很大程度的降低了应力集中。

(4)显著提高了冷喷涂涂层的耐腐蚀性。

附图说明

图1为本发明方法冷喷涂工艺工作示意图。

图2为本发明方法脉冲电子束工作示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明进一步详细说明。

(1)按照图1所示设计,对2219铝合金表面进行喷丸处理，工作气体为压缩空气，压力控制在0.8Mpa。

(2)对材料表面进行冷喷涂工艺处理。冷喷涂气体预热温度为500℃，所选粉末颗粒为2219铝合金颗粒，尺寸在20-30μm，送粉速率为30g/min，送粉距离为25mm，最终涂层厚度控制在0.5-1.0mm。