[发明专利]一种防腐“三明治”结构及其构建方法

说明书

本发明涉及涂层领域，具体涉及一种防腐“三明治”结构及其构建方法。所述防腐“三明治”结构包括合金基体、合金表层、涂层；所述合金表层中至少有一种元素的含量与合金基体中该元素的含量有区别；所述合金表层具有纳米晶组织和/或超细晶组织；所述合金表层的厚度大于等于50微米。其制备方法为：取合金基体；对合金基体进行表面剧烈塑性变形；在合金表层形成一层厚度大于50微米的塑性变形层；接着进行热处理获取合金元素的表面偏析层；随后在合金表面涂覆一层防腐涂料；得到防腐“三明治”结构；所述热处理的温度小于等于合金表层中纳米晶组织和/或超细晶组织的最高稳定存在温度。本发明工艺简单，便于大规模的工业化应用。

技术领域

本发明涉及涂层领域，具体涉及一种防腐“三明治”结构及其构建方法。

背景技术

涂层广泛应用于金属腐蚀防护领域。然而，由于涂层的局部缺陷或外部划痕等，常常使金属暴露在侵蚀性环境中。很多情况下，如当涂层保护的金属与更惰性的金属部件相连时，局部涂层失效导致阴极/阳极面积比显著增大，致使失效处金属腐蚀剧烈地往纵深方向发展。往纵深方向发展的局部腐蚀隐蔽、危险，常常导致生产事故的发生。降低涂层局部失效导致安全事故的风险具有重大的工程技术意义。

发明内容

针对以上背景技术中提到的不足和缺陷，本发明的目的在于，提供一种防腐“三明治”结构及其构建方法。

本发明的另一个目的在于，改变涂层失效后局部腐蚀发展方向。

本发明的另一个目的在于，减少涂层失效局部腐蚀导致的生产风险。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

本发明一种防腐“三明治”结构，所述防腐“三明治”结构包括合金基体、合金表层、涂层；所述合金表层中至少有一种元素的含量与合金基体中该元素的含量有区别；所述合金表层具有纳米晶组织和/或超细晶组织；所述合金表层的厚度大于等于50微米。作为优选方案，所述合金表层的厚度为50-500微米。

本发明中所述纳米晶的晶粒尺寸优选范围为5nm-100nm。

作为优选方案，本发明一种防腐“三明治”结构，所述防腐“三明治”结构包括合金基体、合金表层、涂层；所述合金表层与合金基体的组成元素种类一致；但合金表层中至少有一种元素的含量与合金基体中该元素的含量有区别；所述合金表层具有纳米晶组织和/或超细晶组织；所述合金表层的厚度大于等于50微米。作为优选方案，所述合金表层的厚度为50-500微米。所述合金表层与合金基体之间无明显的界面。

本发明一种防腐“三明治”结构，所述涂层包括所有的防腐涂层。

本发明一种防腐“三明治”结构的构建方法；其方案为：取合金基体；对合金基体进行剧烈塑性变形；在合金表层形成一层厚度大于50微米的塑性变形层，得到表面剧烈塑性变形的样品；对表面剧烈塑性变形的样品进行热处理，得到合金元素表层偏析样品(合金元素表层偏析样品中，元素偏析层的厚度为5微米以上)；随后在其表面涂覆一层防腐涂料；得到防腐“三明治”结构；所述合金表层具有纳米晶组织和/或超细晶组织；所述热处理的温度小于等于合金表层中纳米晶组织和/或超细晶组织的最高稳定存在温度。

本发明一种防腐“三明治”结构的构建方法；所述剧烈塑性变形包括喷丸、超声喷丸、喷砂、激光喷丸、高压水喷丸、表面机械研磨、表面机械碾磨、表面机械碾压中的至少一种。在本发明中，一般通过喷丸的时间和速度来控制具有纳米晶组织和/或超细晶组织的合金表层的厚度。作为优选，喷丸粒径1-10mm、喷丸速度一般为1-100m/s、时间为5-120min。作为优选，喷丸粒径3-6mm、喷丸速度一般为5-15m/s、时间为5-15min。

本发明一种防腐“三明治”结构的构建方法；剧烈塑性变形和热处理后，合金表层的开路电位比合金基体更负。