專利名稱：一種核廢料貯存桶長(zhǎng)效防腐噴鋅涂層的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于金屬屬于表面處理技術(shù)領(lǐng)，具體地說，是涉及一種核廢料貯存桶長(zhǎng)效防腐噴鋅涂層的制備工藝。
背景技術(shù)：
一些核電站建于沿海，大氣中含有較高的氯離子濃度，大大加快了核廢料貯存桶的腐蝕，金屬材料的腐蝕給國(guó)民經(jīng)濟(jì)帶來巨大的損失，全世界每年因腐蝕而報(bào)廢的鋼鐵設(shè)備相當(dāng)于鋼產(chǎn)量的30%。大氣中沉積氯化物及二氧化硫加速了鋼鐵的腐蝕，因此，鋼鐵的腐蝕防護(hù)尤為重要。由于鋅具有適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)活性和低廉的價(jià)格，常用作犧牲陽極鍍層對(duì)鋼鐵進(jìn)行保護(hù)。熱噴涂技術(shù)是材料表面強(qiáng)化與保護(hù)的新技術(shù)，它在表面改性技術(shù)中占有重要地位，已成為表面技術(shù)一個(gè)重要組成部分。電弧噴鋅則是通過噴鋅設(shè)備在電流的作用下，借助高壓空氣，將熱融的液體鋅高速射向被涂物(被涂物可以是鋼鐵、金屬合金、陶瓷、塑料等)，在被涂物表層形成致密、均勻的鋅層，達(dá)到被涂物具有防腐、裝飾或某種特殊用途的施工方法。電弧噴涂電壓選擇主要取決于噴涂材料的性質(zhì)，低熔點(diǎn)金屬的噴涂電壓低，高熔點(diǎn)金屬的電壓高。噴涂電壓低易造成噴涂起弧和穩(wěn)弧困難，噴涂過程不流暢、并出現(xiàn)斷續(xù)送絲現(xiàn)噴涂粒子霧化不充分、噴涂層有粗大顆粒；噴涂電壓高易造成噴涂送絲故障率高、易出現(xiàn)粘象，噴涂層顆粒粗大。壓縮空氣必須經(jīng)過除油、除水、干燥過程，霧化氣體的壓力、流量直接影響噴涂霧化效果和電弧噴涂層質(zhì)量。電弧噴涂距離指被霧化的顆粒離開噴槍嘴至工件之間的距離， 即噴涂粒子至形成涂層的飛行距離。在跨越這個(gè)距離的時(shí)間內(nèi)，噴涂絲材被加熱、熔融、霧化、噴涂至工件后凝固形成涂層。若噴涂距離遠(yuǎn)，有部分顆粒在到達(dá)工件表面前已經(jīng)冷卻凝固變成金屬粉塵不能形成涂層，使金屬沉積率大大降低；若噴涂距離很近，則噴涂顆粒較粗大，涂層熱應(yīng)力增加。噴涂角度是指噴涂射流軸線與基材表面切線間的夾角，一般噴涂角度為90度。當(dāng)噴涂角度小于45度時(shí)，會(huì)產(chǎn)生遮蓋效應(yīng)，使涂層的結(jié)合力下降。噴槍移動(dòng)速度是指在噴涂過程中噴槍沿基材表面移動(dòng)的速度。在噴涂效率和沉積率確況下，噴槍和工件的相對(duì)移動(dòng)速度決定了一次噴涂過程的涂層厚度。一般情況下噴徐， 噴槍移動(dòng)速度快；噴涂效率低，噴槍移動(dòng)速度慢。噴涂環(huán)境控制主要指對(duì)可能影響噴涂層質(zhì)量的因素進(jìn)行控制，如通常環(huán)境相對(duì)濕度以上時(shí)，不宜進(jìn)行噴涂作業(yè)。因此，改進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)，通過控制電弧噴涂工藝參數(shù)，在鋼板基材上得到結(jié)合力好， 耐蝕長(zhǎng)效的噴鋅涂層，有廣泛的應(yīng)用前景。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的旨在提供一種核廢料貯存桶長(zhǎng)效防腐噴鋅涂層的制備方法，以提高核廢料貯存桶的使用壽命和滿足市場(chǎng)的需求。
為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用電弧噴涂工藝方法提高了涂層與鋼鐵基材的結(jié)合力和長(zhǎng)效耐蝕穩(wěn)定性。技術(shù)方案為，一種核廢料貯存桶長(zhǎng)效防腐噴鋅涂層的制備方法，采用鋼板為基體材料，純度大于99. 99%的鋅絲作為噴涂材料，具體實(shí)施步驟及工藝參數(shù)包括(1)基體表面預(yù)處理，噴涂前先用銅礦砂進(jìn)行基體表面預(yù)處理，充分清除污垢、油漬和粗化表面，為了能夠增加涂層結(jié)合強(qiáng)度，(2)然后進(jìn)行電弧噴涂，電弧噴涂工藝參數(shù)如下
電壓調(diào)試確定) 電流
空氣壓力噴涂距離工件轉(zhuǎn)速左右)
34 36V (如選用非常用電源，電源特性需經(jīng)過
180-200A
0.5 0.6MPa
180 200mm
50 68米/分(針對(duì)(D540mm輥筒約30 40rpm
噴槍移動(dòng)15 22mm/轉(zhuǎn)送絲速度為1 3米/分，即擂絲輪19 21轉(zhuǎn)/分本發(fā)明的技術(shù)效果體現(xiàn)在1.所得涂層與鋼鐵基材結(jié)合力好，而且耐腐蝕，能長(zhǎng)效持久保護(hù)基材；2.涂層的抗剝離性能良好；3.工藝簡(jiǎn)便，重現(xiàn)性好，便于大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)。


圖1為實(shí)施例1涂層與基體材料的結(jié)合力圖片圖2為實(shí)施例1涂層抗剝離性圖片圖3為實(shí)施例2涂層與基體材料的結(jié)合力圖片圖4為實(shí)施例2涂層抗剝離性圖片
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1采用Q235鋼板為基體材料，純度大于99. 99 %的鋅絲作為噴涂材料。噴涂前先用銅礦砂進(jìn)行基體表面預(yù)處理，充分清除污垢、油漬和粗化表面，為了能夠增加涂層結(jié)合強(qiáng)度，然后進(jìn)行電弧噴涂。電弧噴涂工藝參數(shù)
4電壓確定) 電流
34V (如選用非常用電源，電源特性需經(jīng)過調(diào)試
空氣壓力噴涂距離工件轉(zhuǎn)速噴槍移動(dòng)
180A
0.5MPa
180mm
60米/分(針對(duì)(D540mm輥筒約35rpm左右)
15mm/轉(zhuǎn)送絲速度為2米/分，即擂絲輪20轉(zhuǎn)/分。涂層與基體材料的結(jié)合力如圖1所示；抗剝離性如圖2所示；耐蝕性采用人工海水浸泡加速腐蝕試驗(yàn)，室溫浸泡720小時(shí)，測(cè)得腐蝕速度為0. 0176g/m2 · h。實(shí)施例2采用A3鋼板為基體材料，純度大于99. 99%的鋅絲作為噴涂材料。噴涂前先用銅礦砂進(jìn)行基體表面預(yù)處理，充分清除污垢、油漬和粗化表面，為了能夠增加涂層結(jié)合強(qiáng)度， 然后進(jìn)行電弧噴涂。電弧噴涂工藝參數(shù)
電壓
34V (如選用非常用電源，電源特性需經(jīng)過調(diào)試
確定)
電流
空氣壓力噴涂距離
200A
0.6MPa
200mm
工件轉(zhuǎn)速60米/分鐘左右(針對(duì)(D540mm輥筒約35rpm)
噴槍移動(dòng)22mm/轉(zhuǎn)送絲速度為2米/分，即擂絲輪20轉(zhuǎn)/分涂層與基體材料的結(jié)合力如圖3所示；抗剝離性如圖4所示；耐蝕性采用人工海水浸泡加速腐蝕試驗(yàn)，室溫浸泡720小時(shí)，測(cè)得腐蝕速度為0. 0233g/m2 · h。
權(quán)利要求
1. 一種核廢料貯存桶長(zhǎng)效防腐噴鋅涂層的制備方法，其特征在于，采用鋼板為基體材料，純度大于99. 99%的鋅絲作為噴涂材料，具體實(shí)施步驟及工藝參數(shù)包括(1)基體表面預(yù)處理，(2)然后進(jìn)行電弧噴涂，電弧噴涂工藝參數(shù)如下電壓34 36V電流180-200A空氣壓力0.5 0.6MPa噴涂距離180~200mm工件轉(zhuǎn)速50 68米/分噴槍移動(dòng)15 22mm/轉(zhuǎn)送絲速度為1 3米/分。 2.權(quán)利要求1所述一種核廢料貯存桶長(zhǎng)效防腐噴鋅涂層的制備方法，其特征在于，步驟(1)中的基體表面預(yù)處理為用銅礦砂進(jìn)行基體表面預(yù)處理，充分清除污垢、油漬和粗化表面。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種制備核廢料貯存桶長(zhǎng)效防腐噴鋅涂層的工藝，所述工藝包括基體表面預(yù)處理，即清除污垢、油漬和粗化表面，調(diào)控電弧噴涂工藝參數(shù)，如電壓、電流、空氣壓力、噴涂距離、工件轉(zhuǎn)速等。本發(fā)明的技術(shù)效果體現(xiàn)在1.所得涂層與鋼鐵基材結(jié)合力好，能長(zhǎng)效持久保護(hù)基材；2.涂層的抗剝離性能良好；3.工藝簡(jiǎn)便，重現(xiàn)性好，便于大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)。
文檔編號(hào)C23C4/08GK102418063SQ201110407240
公開日2012年4月18日 申請(qǐng)日期2011年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月8日
發(fā)明者劉繼華, 錢士強(qiáng), 陳國(guó)清 申請(qǐng)人:上海工程技術(shù)大學(xué)