[发明专利]一种防腐蚀防生物污损的防撞涂层及其制备方法和应用

说明书

本发明公开一种防腐蚀防生物污损的防撞涂层及其制备方法和应用，包括以下步骤：S1：对Cu、CeO₂以及双相不锈钢粉末进行粒径筛分，筛选出粒径达到要求的金属粉末后，将按质量百分比计的：3－20％的Cu、1％－10％的CeO₂以及双相不锈钢余量进行混合，抽真空，并注入惰性气体，进行球磨后，烘干得到用于熔覆的金属粉末；S2：对基材表面进行打磨后，采用清洗剂进行清洗，将步骤S1得到的金属粉末作为熔覆材料对基材进行超高速激光熔覆，得到要求的防撞涂层。本发明通过设计金属粉末的组成成分及比例，并采用超高速激光熔覆技术，得到稀释率在5％以内，组织更加细小，成分更加均匀的防腐蚀防生物污损的防撞涂层。

技术领域

本发明涉及激光表面改性领域，具体涉及一种防腐蚀防生物污损的防撞涂层及其制备方法和应用。

背景技术

近年来，随着风力发电技术的快速发展，陆地上可开发利用的风电场资源日渐匮乏，而占据地球70％面积的是海洋，因此海上风电资源的开发也越来越受到各国的重视。作为海上风电大型构件，如导管架、单桩及塔筒等在海工装备的现场安装及后期维护时，靠船部位容易产生强烈撞击，故在基础上设置了防撞柱，来缓解碰撞对海上风电机组基础的损害，防撞柱在浪花飞溅区受到海水的腐蚀、干湿海水环境交替作用及冲刷磨损，导致该部位产生严重的腐蚀失效现象，同时海洋中又存在大量生物和微生物，会附着于管的外壁，加快腐蚀速率。

现有的方法是涂敷油漆和缠绕橡胶垫块来解决防腐和缓冲船舶撞击。常见的涂敷油漆有冷涂锌涂料、无机富钎涂料、氟碳面漆、环氧富锌涂料、脂肪族聚氨酯面漆、氯化橡胶面漆等，从短时间来看，涂刷涂料能够缓解腐蚀。但由于涂料与基体为物理结合，强度低、易粉化、开裂、起泡等，涂料防腐的使用寿命短，不仅耗费资金巨大，经济性较差，耐腐蚀、耐候性差等原因，无法从本质上解决海上风电大型构件的腐蚀问题；而橡胶垫块易受热及紫外线影响发生氧化，导致提前失效。

表面涂层技术被广泛应用在交通运输、机械制造、海洋工程等领域，来解决构件的耐磨和耐蚀性能。目前，常见的表面涂层制备方法包括电镀、热(冷)喷涂、堆焊、激光熔覆等技术，然而以上方法都有其局限性。电镀技术的环境不友好性，近几年欧洲等国和我国已经对该技术采取了限制应用的措施；热喷涂技术获得涂层与基体的结合强度低，同时涂层内部存在1％～2％的孔隙率，影响涂层的性能；传统的堆焊效率低，尤其在进行大面积沉积加工作业时尤为突出，造成加工成本增加，制约了其推广和应用。

传统的激光熔覆不能在高线速度下实现熔覆粉末的充分熔化，并且不能与基体形成高质量涂层，另外获得的涂层稀释率较高，难以控制，而且粉末利用率较低，造成了原材料浪费，从而增加了制造成本。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种防腐蚀防生物污损的防撞涂层及其制备方法和应用，通过设计金属粉末的组成成分及比例，调节铜离子的释放量，以满足铜离子的临界渗出率和持续长久的作用，以实现防腐蚀的同时防生物污损，另外采用超高速激光熔覆技术进行制备，可以得到稀释率在5％以内、组织更加细小、成分更加均匀的防腐蚀防生物污损的防撞涂层，并将其应用于海工风电装备、船舶以及桥梁的表面。

为解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种防腐蚀防生物污损的防撞涂层，所述涂层由按质量百分比计的：3－20％的Cu、1％－10％的CeO₂以及双相不锈钢余量组成。

一种防腐蚀防生物污损的防撞涂层的制备方法包括以下步骤：

S1：对Cu、CeO₂以及双相不锈钢粉末进行粒径筛分，筛选出粒径达到要求的金属粉末后，将按质量百分比计的：3－20％的Cu、1％－10％的CeO₂以及双相不锈钢余量进行混合，抽真空，并注入惰性气体，进行球磨后，烘干得到用于熔覆的金属粉末；