[发明专利]一种提高电弧热喷锌涂层附着力的方法

说明书

本发明公开了一种提高电弧热喷锌涂层附着力的方法，该方法使用磨料对待喷涂的工件进行冲砂处理，磨料采用GL18铸钢砂，硬度53±3HRC；磨料的配比范围为：(1)当采用锌铝合金丝进行电弧热喷涂时，18目筛网过滤后的GL18铸钢砂比例大于30％，且25目筛网过滤后的GL18铸钢砂比例大于80％；(2)当采用纯锌丝进行电弧热喷涂时，18目筛网过滤后的GL18铸钢砂比例大于40％，且25目筛网过滤后的GL18铸钢砂比例大于80％。本发明的提高电弧热喷锌涂层附着力的方法使热喷锌涂层附着力的单个检测值都在5MPa以上，满足了设计要求，提高了生产过程的一致性和稳定性。

技术领域

本发明涉及金属生产加工领域，具体涉及一种提高电弧热喷锌涂层附着力的方法。

背景技术

涂层与基体的附着力是检测涂层性能非常重要的一个指标，附着力不良，可能导致基体表面涂层裂纹、脱落等早期缺陷，降低产品的使用寿命。

在风力发电领域，电弧热喷涂技术应用广泛，尤其是针对海上风电大型铸件，在产品制造过程中，一般是通过控制以下工艺步骤的关键控制项和工艺参数，来保证涂层的附着力满足设计要求：

步骤1：清洗，采用专用清洗剂将工件进行彻底清洗，要求表面无油污、油脂等污染物，盐分含量≤50mg/m²；

步骤2：表面处理，环境温度和工件表面温度大于2℃，相对湿度＜85％，表面温度高于露点温度3℃以上；将干燥后的工件进行冲砂处理，表面清洁度达到ISO8501-1的Sa3级，表面粗糙度要求Rz60-100μm中级(G)，表面灰尘度≤2级，盐分含量≤50mg/m²；

步骤3：热喷锌，环境温度和工件表面温度大于10℃，相对湿度＜85％，表面温度高于露点温度3℃以上；电弧喷涂设备的喷涂电压22V，喷涂电流 160A，喷涂压力约0.7MPa，采用直径2mm的锌铝合金丝Zn85Al15或Zn99.9％纯锌丝进行电弧热喷涂，喷涂距离约150mm，锌层厚度范围80-180μm；

步骤4：附着力测试，将锻模(Dolly)粘贴在工件的平面上，采用拉开法进行定量测量，具体方法参考标准GB/T 5210-2006或ISO 4624-2002。

但是经实际检测发现，按以上方法，热喷锌涂层的附着力不太稳定，其检测值随机分布在3MPa至7MPa之间，不满足设计要求的单个值≥5MPa，导致产品的不合格率升高。

上述热喷锌涂层的附着力不稳定，说明判定热喷锌工艺优劣的条件不够充分，根据热喷涂技术原理，基体表面粗糙度是影响涂层附着力的主要因素，而表面粗糙度的参数评定主要有轮廓高度特征参数(Ra、Rz)、间距特征参数(轮廓单元平均宽度Rsm)和形状特征参数(轮廓支承长度率Rmr(c))，因此，目前仅评定基体表面轮廓的高度特征参数Rz值是不充分的(步骤2：工艺参数表面粗糙度要求Rz60-100μm)，而间距特征参数Rsm和形状特征参数Rmr(c)的评定，在生产现场又不具备检测条件，但是表面轮廓的高度、间距、形状等特征，与基体的加工方法有关，也与冲砂磨料的颗粒大小和形状有关。

发明内容

本发明的目的是提供一种大型铸件表面处理用磨料的配比范围，以提高电弧热喷锌涂层的附着力。

为了达到上述目的，本发明提供了一种提高电弧热喷锌涂层附着力的方法，该方法使用磨料对待喷涂的工件进行冲砂处理，磨料采用GL18铸钢砂，硬度53±3HRC；磨料的配比范围为：(1)当采用锌铝合金丝进行电弧热喷涂时，18目筛网过滤后的GL18铸钢砂比例大于30％，且25目筛网过滤后的GL18铸钢砂比例大于80％；(2)当采用纯锌丝进行电弧热喷涂时，18目筛网过滤后的GL18铸钢砂比例大于40％，且25目筛网过滤后的GL18铸钢砂比例大于80％。

较佳地，当采用锌铝合金丝进行电弧热喷涂时，18目筛网过滤后的GL18 铸钢砂比例为35％～40％。