專利名稱：抗海水腐蝕減摩和抗生物污損的復(fù)合涂層及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及表面工程領(lǐng)域中的新材料領(lǐng)域，特別是涉及一種在海水環(huán)境中抗腐蝕減摩和抗生物污損的復(fù)合涂層結(jié)構(gòu)設(shè)計與工藝制備方法。
背景技術(shù)：
隨著經(jīng)濟和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，海水環(huán)境下工作的往復(fù)運動件逐漸增多。但海水的腐蝕程度、微生物含量、以及水對工作元件的潤滑性能都產(chǎn)生一定的影響。一般情況下，水是一種導(dǎo)電性能較強的電解溶液，大多數(shù)金屬材料在水中將產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕，絕大多數(shù)的高分子材料在水中將出現(xiàn)化學(xué)老化，其結(jié)果是導(dǎo)致往復(fù)運動件的腐蝕、生物污損和相互咬死損壞。因此給海水環(huán)境中的往復(fù)運動件的研究應(yīng)用提出了新的課題和任務(wù)。
目前海水環(huán)境下工作的往復(fù)運動件在海水軸承上取得了很大突破，已經(jīng)成功開發(fā)出海水中應(yīng)用的橡膠軸承、塑料軸承、陶瓷軸承、金屬軸承和鐵犁木軸承。華中科技大學(xué)在斜盤式柱塞泵中就采用了陶瓷材料的滑靴和斜盤，并應(yīng)用了在海水的工作環(huán)境。國外方面，首先是丹麥Danfoss公司設(shè)計生產(chǎn)出了一系列海水工作環(huán)境下的往復(fù)運動件，采用了金屬、工程塑料；其次是德國漢堡工業(yè)大學(xué)研究了陶瓷工作器件，采用了陶瓷材料研制海水介質(zhì)中用的滑靴、缸體和支承盤。
單一的金屬、陶瓷或高分子材料，或金屬材料工作面上噴涂傳統(tǒng)的陶瓷或高分子涂層制備，存在較多的缺陷。陶瓷材料雖具有高硬度、耐高溫、耐腐蝕、剛度高、熱膨脹系數(shù)小、導(dǎo)熱性好、強度高和耐磨等優(yōu)點，但是陶瓷材料存在質(zhì)脆且抗振性能差。一般金屬材料的彈性系數(shù)和硬度均高，但易受海水腐蝕，同時，異種金屬在海水中接觸，會產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕。高分子材料由于其力學(xué)性能較低，不可能用來制作海洋環(huán)境中工作的大型往復(fù)運動件，而工程塑料的吸水溶脹也會影響工件的尺寸精度。本專利正是通過在金屬基體工作面上制備復(fù)合涂層，制備的往復(fù)運動件既能保持金屬材料的剛性，同時也利用了陶瓷耐磨抗蝕的顯著特點，提高工件的綜合性能。在此基礎(chǔ)上，通過研制新型的復(fù)合陶瓷涂層材料，進一步獲得涂層的耐磨減摩和抗微生物污損性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種抗海水腐蝕減摩和抗生物污損的復(fù)合涂層及制備方法，該復(fù)合涂層是一種新型適于熱噴涂工藝的涂層，具有抗海水腐蝕減摩以及抗生物污損的功能，并且其制備工藝簡單、成本低和利于工業(yè)化生產(chǎn)。
本發(fā)明按下述技術(shù)方案解決其技術(shù)問題本發(fā)明提供的抗海水腐蝕減摩和抗生物污損的復(fù)合涂層，包括粘接底層、復(fù)合陶瓷涂層和表面封孔層，其中粘接底層采用ZnNi合金粉末材料，噴涂在鋼鐵基材上；制備復(fù)合陶瓷涂層的材料采用抗生物污損和抗海水腐蝕的復(fù)合陶瓷粉末，噴涂在粘接底層上；表面封孔層采用低表面能的無機或有機封孔劑，涂覆在復(fù)合陶瓷涂層的表面上；按質(zhì)量百分比計，上述復(fù)合陶瓷涂層組分是由氧化物基相陶瓷粉末80～95％和抗生物污損粉末材料5～20％組成；所述抗生物污損成分為Cu、CuO或Cu2O粉；氧化物陶瓷基相組織含有主相成分80～90％Cr2O3，副相成分10～20％TiO2或TiO2+Al2O3；在添加抗生物污損成分采用Cu粉時，應(yīng)在粘接底層與導(dǎo)電的復(fù)合陶瓷涂層之間再加噴一層絕緣層，該絕緣層是一種防止涂層產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕的由氧化物基相陶瓷粉末構(gòu)成的絕緣陶瓷過渡層。
本發(fā)明提供的上述抗海水腐蝕減摩和抗生物污損的復(fù)合涂層，其制備采用包括以下步驟的方法(1)噴砂利用壓縮空氣將硬質(zhì)磨料高速噴射在鋼鐵基材表面，使其粗化；(2)粘接底層的制備采用超音速火焰噴涂工藝，在粗化的基材表面噴涂一層ZnNi合金粉末作為粘接底層；(3)復(fù)合陶瓷涂層的制備采用大氣等離子噴涂工藝，在ZnNi合金粘接底層上面噴涂一層抗生物污損和抗海水腐蝕的復(fù)合陶瓷涂層；(4)絕緣陶瓷過渡層的制備采用大氣等離子工藝，在粘接底層與導(dǎo)電的復(fù)合陶瓷涂層之間再加噴一層含80～90％Cr2O3，10～20％TiO2或TiO2+Al2O3絕緣陶瓷過渡層；(5)表面封孔層的制備在復(fù)合陶瓷涂層表面用低表面能的無機或有機封孔劑封孔，其制備方法是采用均勻刷涂工藝將所述封孔劑覆蓋在復(fù)合陶瓷涂層表面上，至目測涂層表面密實無孔為止。
本發(fā)明提供的技術(shù)方案主要包括在金屬基體上制備復(fù)合涂層，使制備的復(fù)合涂層往復(fù)運動件更適合海水的工作介質(zhì)條件。應(yīng)用熱噴涂技術(shù)在金屬基體上制備陶瓷涂層，可以充分發(fā)揮金屬的剛性和陶瓷的優(yōu)良抗腐蝕減摩性能，金屬陶瓷復(fù)合材料克服了金屬和陶瓷單一使用時的缺點。
在海水工作環(huán)境下鋼鐵基體材料極容易腐蝕，由于ZnNi合金粘接底層的電極電位比鋼鐵低，此粘接底層對鋼鐵基體起到陰極保護的作用。所以本發(fā)明選用噴涂ZnNi合金粉末涂層作為粘接底層，不僅提高了陶瓷涂層和鋼鐵基體的結(jié)合強度，而且具有耐電化學(xué)耐蝕的陰極保護層作用。
本發(fā)明制備的復(fù)合陶瓷涂層所需的原料粉末是以Cr2O3陶瓷粉末為主并含有TiO2或TiO2+Al2O3陶瓷粉末和抗污組分的三元體系復(fù)合陶瓷粉末。Cr2O3陶瓷涂層硬度高，化學(xué)惰性好，因具有優(yōu)異的耐磨、耐蝕等特性。由于TiO2、Al2O3粉末的熔點相對較低，通過等離子噴涂后，在Cr2O3顆粒骨架和孔隙之間充當添隙物，可減小Cr2O3陶瓷涂層的孔隙率、提高主相間的內(nèi)聚強度、韌性；使陶瓷涂層更加致密，耐磨性能顯著提高，同時也提高噴涂時粉末的沉積效率。復(fù)合陶瓷粉末中添加的抗生物污損成分可以為Cu、CuO或Cu2O粉末，其主要作用是復(fù)合陶瓷粉末經(jīng)過等離子噴涂后，其Cu或CuO成分經(jīng)歷部分氧化或失氧過程，在陶瓷涂層中部分形成含有Cu2O成分組織。因該組分均勻的彌散在復(fù)合陶瓷涂層中，復(fù)合陶瓷涂層在海水環(huán)境下長時間工作表面磨損，該組分能不斷地呈現(xiàn)在復(fù)合陶瓷涂層的表面，達到抗生物附著污損作用。而Cu在涂層中，除了部分氧化形成抗生物污損成分外，其他部分還可起到彌散強化組織結(jié)構(gòu)作用，從而達到提高復(fù)合陶瓷涂層的致密度以及與基體的結(jié)合強度。
盡管復(fù)合陶瓷涂層致密性好，但由于等離子噴涂制備的涂層結(jié)構(gòu)為層狀堆積，孔隙的出現(xiàn)是不可避免的。在復(fù)合陶瓷涂層表面涂覆一層低表面能的無機溶膠或直接浸涂樹脂材料可以起到封閉孔隙作用。如果選擇適當?shù)捅砻婺艿姆饪撞牧线€能有效地減少涂層的摩擦系數(shù)。
由于海水作為工作介質(zhì)，它能引起不同金屬材料之間的電化學(xué)腐蝕，若噴涂的復(fù)合陶瓷涂層中抗生物污損組分是導(dǎo)電的金屬Cu粉末，為了避免涂層與粘接底層間的電化學(xué)腐蝕，則在粘接底層與導(dǎo)電的復(fù)合陶瓷涂層之間再加噴一層絕緣陶瓷過渡層。選用質(zhì)量百分比為80～90％Cr2O3，10～20％TiO2或TiO2+Al2O3陶瓷粉末制備絕緣陶瓷過渡層，制備的涂層絕緣性、致密性好。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下的主要優(yōu)點1.海水工作條件下的復(fù)合涂層由粘接底層+復(fù)合陶瓷涂層+表面封孔層構(gòu)成，同時具有陰極保護和抗海水腐蝕減摩、耐微生物污損的特性。這種復(fù)合涂層的防護性能明顯優(yōu)于是單一陶瓷涂層的性能。
2.所制備的復(fù)合涂層具有以下幾個特點材料的表面能低，在運動中不易發(fā)生轉(zhuǎn)移形成粘著磨損；材料的電性能為低電位或絕緣體，不會造成電偶腐蝕從而保護基體；復(fù)合涂層的層狀結(jié)構(gòu)使得涂層材料表面具有儲水和親水性，在作為往復(fù)運動件涂層與摩擦副材料的相對運動中能保持水潤滑膜的延續(xù)存在。
3.本發(fā)明的復(fù)合陶瓷涂層中所含有的抗生物污損組分能夠耐微生物的附著污損，與傳統(tǒng)抗污組分相比，本發(fā)明的抗污組分主要為Cu2O，是綠色理想的抗污環(huán)保材料。
4.整個制備工藝流程少，設(shè)備簡單，工藝參數(shù)易于控制，適合于連續(xù)化大規(guī)模生產(chǎn)。
具體實施例方式
本發(fā)明是一種采用熱噴涂技術(shù)在鋼鐵工件工作面上制備的抗海水腐蝕減摩和抗生物污損復(fù)合涂層。該復(fù)合涂層包括粘接底層、復(fù)合陶瓷涂層和表面封孔層，其中粘接底層采用ZnNi合金粉末材料，噴涂在鋼鐵基材上；復(fù)合陶瓷涂層材料采用抗生物污損和抗海水腐蝕的復(fù)合陶瓷粉末，噴涂在粘接底層上；表面封孔層采用低表面能的無機或有機封孔劑，涂覆在復(fù)合陶瓷涂層的表面上；按質(zhì)量百分比計，上述復(fù)合陶瓷涂層組分是由氧化物基相陶瓷粉末80～95％和抗生物污損粉末材料5～20％組成；所述抗生物污損成分為Cu、CuO或Cu2O粉；氧化物陶瓷基相組織含有主相成分80～90％Cr2O3，副相成分10～20％TiO2或TiO2+Al2O3；在抗生物污損成分采用Cu粉時，應(yīng)在粘接底層與導(dǎo)電的復(fù)合陶瓷涂層之間再加噴一層絕緣層，該絕緣層是一種防止涂層產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕的由氧化物基相陶瓷粉末構(gòu)成的絕緣陶瓷過渡層。
按質(zhì)量百分比計，所述制備絕緣陶瓷過渡層的成分中含有80～90％Cr2O3，10～20％TiO2或TiO2+Al2O3；或依據(jù)實際需要而定。
所述無機封孔劑為硅酸鹽溶膠，或磷酸鹽溶膠，或依據(jù)實際需要選用類似的溶膠。所述有機封孔劑為直接浸涂樹脂，即采用環(huán)氧樹脂、聚四氟乙烯乳化液、有機硅樹脂中的任一種；或依據(jù)實際需要選用類似的有機封孔劑。
本發(fā)明復(fù)合涂層中，各層厚度建議為粘接底層的厚度為0.08～0.12mm，絕緣陶瓷過渡層的厚度為0.15～0.20mm，復(fù)合陶瓷涂層的厚度為0.20～0.35mm。
本發(fā)明提供的上述抗海水腐蝕減摩和抗生物污損的復(fù)合涂層，其制備是采用包括以下步驟的方法(1)噴砂利用壓縮空氣將硬質(zhì)磨料高速噴射鋼鐵基材表面，使其粗化。
(2)粘接底層(陰極保護層)的制備采用超音速火焰噴涂工藝，在粗化的基材表面噴涂ZnNi合金粉末，形成厚度為0.08～0.12mm的粘接底層。
噴涂工藝條件噴涂功率35-40KW，噴距130mm。
本涂層的作用是，既能增加陶瓷復(fù)合涂層與基體金屬的結(jié)合強度，同時其固有的低電位性能，對基體金屬又能起到陰極保護的作用。
(3)復(fù)合陶瓷涂層的制備采用大氣等離子噴涂工藝，在ZnNi合金粘接底層上面噴涂一層抗生物污損和抗海水腐蝕的的粒徑為40～90μm復(fù)合陶瓷粉末，形成0.20～0.35mm厚的復(fù)合陶瓷涂層。
按質(zhì)量百分比計，上述復(fù)合陶瓷粉末由氧化物基相陶瓷粉末80～95％和抗生物污損粉末材料5～20％組成。按質(zhì)量百分比計，所述氧化物陶瓷粉末中含有80～90％Cr2O3，10～20％TiO2或TiO2+Al2O3，所述抗生物污損成分為Cu、CuO或Cu2O粉，其主要作用是復(fù)合粉末經(jīng)過等離子噴涂后，其Cu或CuO成分經(jīng)歷部分氧化或失氧過程，在復(fù)合陶瓷涂層中形成含有Cu2O成分組織，達到抗生物污損作用。
本發(fā)明自行配制的四組團聚型復(fù)合陶瓷粉末，其組分按質(zhì)量百分比計如下64％Cr2O3+10％TiO2+6％Al2O3+20％Cu(A)，76.5％Cr2O3+13.5％TiO2+10％Cu(B)，64％Cr2O3+16％TiO2+20％Cu2O(C)，85.5％Cr2O3+9.5％TiO2+5％CuO(D)。這四組團聚型復(fù)合陶瓷粉末的噴涂工藝條件為噴涂功率為40-45KW，噴距85mm。
(4)絕緣陶瓷過渡層的制備若噴涂的復(fù)合陶瓷涂層中抗生物污損組分是導(dǎo)電的Cu粉，則在粘接底層與導(dǎo)電的復(fù)合陶瓷涂層之間再加噴一層絕緣陶瓷過渡層，防止涂層產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕。采用大氣等離子噴涂工藝，在ZnNi合金粘接底層上面噴涂一層粒度為40～90μm，質(zhì)量百分比為80～90％Cr2O3，10～20％TiO2或TiO2+Al2O3陶瓷粉末，制備厚度為0.15～0.20mm的陶瓷層，作為絕緣陶瓷過渡層；噴涂工藝條件噴涂功率40-45KW，噴距90mm。
本絕緣陶瓷過渡層是為了避免涂層的電化學(xué)腐蝕，在粘接底層與導(dǎo)電的復(fù)合陶瓷涂層之問起到電絕緣性能而設(shè)立的。
(5)表面封孔層的制備在復(fù)合陶瓷涂層表面用低表面能的無機或有機封孔劑封孔，其制備方法是采用均勻刷涂工藝將所述無機或有機封孔劑覆蓋在復(fù)合陶瓷涂層表面上，刷涂次數(shù)不限，至目測涂層表面密實無孔為止。所述無機或有機封孔劑所選用的材料見前述。
下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明提供的方法作進一步說明，但不限定本發(fā)明。
實施例1海水中不銹鋼工件工作面復(fù)合涂層的制備。
利用壓縮空氣將硬質(zhì)棕剛玉磨料高速噴射不銹鋼工件表面，使其粗化；在噴砂過的不銹鋼工件表面噴涂一層厚0.12mm的ZnNi合金粘接底層，噴涂功率為35-40KW，噴距130mm；在粘接底層表面噴涂粒徑為40-90μm的90％Cr2O3+10％TiO2陶瓷粉末，制備絕緣陶瓷過渡層厚度達0.20mm，噴涂用的功率為40-45KW，噴距90mm；在絕緣陶瓷過渡層的表面噴涂粒徑為40-90μm的A組團聚型復(fù)合陶瓷粉末，噴涂用的功率為40-45KW，噴距85mm，涂層厚度達0.20mm；最后在復(fù)合陶瓷涂層表面均勻浸涂硅酸鋁溶膠封孔。噴涂A組團聚型復(fù)合陶瓷粉末制備復(fù)合陶瓷涂層的復(fù)合涂層記為1號復(fù)合涂層。
X射線粉晶衍射測定粉末的晶體結(jié)構(gòu)，在不銹鋼基體上制備該種復(fù)合涂層，用掃描電鏡測定粉末和涂層的形貌，萬能試驗機測涂層的結(jié)合強度，為了進行比較，利用金相分析測試氣孔率，用TT260數(shù)字式覆層測厚儀測定陶瓷涂層厚度，陶瓷涂層的硬度用H1000型顯微硬度計測量，結(jié)果列于表1。
實施例2海水中合金結(jié)構(gòu)鋼工件工作面復(fù)合涂層的制備利用壓縮空氣將硬質(zhì)棕剛玉磨料高速噴射合金結(jié)構(gòu)鋼工件表面，使其粗化；在噴砂過的合金結(jié)構(gòu)鋼工件表面噴涂一層厚0.08mm的ZnNi合金粘接底層，噴涂功率為35-40KW，噴距130mm；在粘接底層表面噴涂粒徑為40-90μm的80％Cr2O3+12％TiO2+8％Al2O3陶瓷粉末，制備絕緣陶瓷過渡層厚度達0.15mm，噴涂用的功率為40-45KW，噴距90mm；在絕緣陶瓷過渡層的表面噴涂粒徑為40-90μm的B組團聚型復(fù)合陶瓷粉末，噴涂用的功率為40-45KW，噴距85mm，涂層厚度達0.35mm；最后在復(fù)合陶瓷涂層表面均勻浸涂環(huán)氧樹脂封孔。噴涂B組團聚型復(fù)合陶瓷粉末制備復(fù)合陶瓷涂層的復(fù)合涂層記為2號復(fù)合涂層。
X射線粉晶衍射測定粉末的晶體結(jié)構(gòu)，在合金結(jié)構(gòu)鋼基體上制備該種復(fù)合涂層，用掃描電鏡測定粉末和涂層的形貌，萬能試驗機測涂層的結(jié)合強度，為了進行比較，利用金相分析測試氣孔率，用TT260數(shù)字式覆層測厚儀測定陶瓷涂層厚度，陶瓷涂層的硬度用H1000型顯微硬度計測量，結(jié)果列于表2。
實施例3海水中碳鋼工件工作面復(fù)合涂層的制備。
利用壓縮空氣將硬質(zhì)棕剛玉磨料高速噴射碳鋼工件表面，使其粗化；在噴砂過的碳鋼工件表面噴涂一層厚0.12mm的ZnNi合金粘接底層，噴涂功率為35-40KW，噴距130mm；在粘接底層表面噴涂粒徑為40-90μm的C組團聚型復(fù)合陶瓷粉末，噴涂用的功率為40-45KW，噴距85mm，涂層厚度達0.35mm；最后在復(fù)合陶瓷涂層表面均勻浸涂聚四氟乙烯乳化液封孔。噴涂C組團聚型復(fù)合陶瓷粉末制備復(fù)合陶瓷涂層的復(fù)合涂層記為3號復(fù)合涂層。
X射線粉晶衍射測定粉末的晶體結(jié)構(gòu)，在碳鋼基體上制備該種復(fù)合涂層，用掃描電鏡測定粉末和涂層的形貌，萬能試驗機測涂層的結(jié)合強度，為了進行比較，利用金相分析測試氣孔率，用TT260數(shù)字式覆層測厚儀測定陶瓷涂層厚度，陶瓷涂層的硬度用H1000型顯微硬度計測量，結(jié)果列于表3。
實施例4海水中鑄鐵工件工作面復(fù)合涂層的制備。
利用壓縮空氣將硬質(zhì)棕剛玉磨料高速噴射鑄鐵工件表面，使其粗化；在噴砂過的鑄鐵工件表面噴涂一層厚0.12mm的ZnNi合金粘接底層，噴涂功率為35-40KW，噴距130mm；在粘接底層表面噴涂粒徑為40-90μm的D組團聚型復(fù)合陶瓷粉末，噴涂用的功率為40-45KW，噴距85mm，涂層厚度達0.30mm；最后在復(fù)合陶瓷涂層表面均勻浸涂有機硅樹脂封孔。噴涂D組團聚型復(fù)合陶瓷粉末制備復(fù)合陶瓷涂層的復(fù)合涂層記為4號復(fù)合涂層。
X射線粉晶衍射測定粉末的晶體結(jié)構(gòu)，在鑄鐵基體上制備該種復(fù)合涂層，用掃描電鏡測定粉末和涂層的形貌，萬能試驗機測涂層的結(jié)合強度，為了進行比較，利用金相分析測試氣孔率，用TT260數(shù)字式覆層測厚儀測定陶瓷涂層厚度，陶瓷涂層的硬度用H1000型顯微硬度計測量，結(jié)果列于表4。
附表表1 1號復(fù)合涂層性能指標

表2 2號復(fù)合涂層性能指標

表3 3號復(fù)合涂層性能指標

表4 4號復(fù)合涂層性能指標

權(quán)利要求
1.一種抗海水腐蝕減摩和抗生物污損的復(fù)合涂層，其特征是包括粘接底層、復(fù)合陶瓷涂層和表面封孔層，其中粘接底層采用ZnNi合金粉末材料，噴涂在金屬基材上；復(fù)合陶瓷涂層材料采用抗生物污損和抗海水腐蝕的復(fù)合陶瓷粉末，噴涂在粘接底層上；表面封孔層采用低表面能的無機或有機封孔劑，涂覆在復(fù)合陶瓷涂層的表面上；按質(zhì)量百分比計，上述復(fù)合陶瓷涂層組分是由氧化物基相陶瓷粉末80～95％和抗生物污損粉末材料5～20％組成；所述抗生物污損成分為Cu、CuO或Cu2O粉；在添加抗生物污損成分采用Cu粉時，應(yīng)在粘接底層與導(dǎo)電的復(fù)合陶瓷涂層之間再加噴一層絕緣層，該絕緣層是一種防止涂層產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕的由氧化物基相陶瓷粉末構(gòu)成的絕緣陶瓷過渡層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合涂層，其特征在于按質(zhì)量百分比計，所述復(fù)合陶瓷涂層的氧化物基相陶瓷粉末中含有80～90％Cr2O3，10～20％TiO2或TiO2+Al2O3。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合涂層，其特征在于所述無機封孔劑為硅酸鹽溶膠，或磷酸鹽溶膠。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合涂層，其特征在于所述有機封孔劑為直接浸涂樹脂，即采用環(huán)氧樹脂、聚四氟乙烯乳化液、有機硅樹脂中的任一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合涂層，其特征在于粘接底層的厚度為0.08～0.12mm，絕緣陶瓷過渡層的厚度為0.15～0.20mm，復(fù)合陶瓷涂層的厚度為0.20～0.35mm。
6.權(quán)利要求1所述一種制備抗海水腐蝕減摩和抗生物污損的復(fù)合涂層的制備方法，其特征是采用包括以下步驟的方法(1)噴砂利用壓縮空氣將硬質(zhì)磨料高速噴射在金屬基材表面，使其粗化；(2)粘接底層的制備采用超音速火焰噴涂工藝，在粗化的基材表面噴涂一層ZnNi合金粉末作為粘接底層；(3)復(fù)合陶瓷涂層的制備采用大氣等離子噴涂工藝，在ZnNi合金粘接底層上面噴涂一層抗生物污損和抗海水腐蝕的復(fù)合陶瓷涂層；(4)絕緣陶瓷過渡層的制備采用大氣等離子工藝，在粘接底層與導(dǎo)電的復(fù)合陶瓷涂層之間再加噴一層含80～90％Cr2O3，10～20％TiO2或TiO2+Al2O3絕緣陶瓷過渡層；(5)表面封孔層的制備在復(fù)合陶瓷涂層表面用低表面能的無機或有機封孔劑封孔，其制備方法是采用均勻刷涂工藝將所述封孔劑覆蓋在復(fù)合陶瓷涂層表面上，至目測涂層表面密實無孔為止。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的復(fù)合涂層的制備方法，其特征在于所述無機封孔劑為硅酸鹽溶膠，或磷酸鹽溶膠；所述有機封孔劑為直接浸涂樹脂，即采用環(huán)氧樹脂、聚四氟乙烯乳化液、有機硅樹脂中的任一種。
全文摘要
本發(fā)明是一種抗海水腐蝕減摩和抗生物污損的復(fù)合涂層及其制備方法。該復(fù)合涂層包括粘接底層、復(fù)合陶瓷涂層和表面封孔層，其中粘接底層采用超音速火焰噴涂ZnNi合金粉末在金屬基材上；復(fù)合陶瓷涂層采用等離子噴涂抗生物污損和抗海水腐蝕的復(fù)合陶瓷粉末在粘接底層上；表面封孔層采用低表面能的無機或有機封孔劑，涂覆在復(fù)合陶瓷涂層的表面上；按質(zhì)量百分比計，復(fù)合陶瓷涂層組分由氧化物基相陶瓷粉末80～95％和抗生物污損粉末材料5～20％組成；抗生物污損成分為Cu、CuO或Cu
文檔編號C09D1/00GK101074331SQ20071005231
公開日2007年11月21日 申請日期2007年5月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月29日
發(fā)明者程旭東, 鄧飛飛, 高忠寶, 張子軍, 楊章富, 葉衛(wèi)平, 陳明, 毛昉 申請人:武漢理工大學(xué)