專利名稱：金屬鎂用耐蝕涂料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于金屬材料領(lǐng)域，涉及一種金屬鎂用耐蝕涂料及其制備方法。
背景技術(shù)：
目前涂料材料領(lǐng)域中，對金屬鎂及鎂合金的耐腐蝕保護(hù)受到了重視。CN200810137357.9號申請?zhí)峁┑氖且环N超輕鎂鋰合金高效防腐蝕涂料。其重量百 分比組成為聚苯胺5_20% ；分散劑0. 5-5% ；溶劑5-25% ；成膜物余量。僅適用于超 輕鎂鋰合金，使用范圍窄。CN200910236236. 4號申請公開了一種適用于鎂合金表面的有機(jī)/無機(jī)硅雜 化水性耐蝕涂料及其制備方法，該耐蝕涂料由有機(jī)硅烷為5wt% 30wt%、酸性溶液為 10wt% 20wt%、硅酸鹽為10wt% 20wt%、有機(jī)乳液為5wt% 15wt%、納米級填料為 5wt % 20wt %、納米級緩蝕劑為0. 2wt % 3wt %、水性成膜助劑0. lwt % 2wt %、分散劑 為0. lwt% 2wt%和余量的去離子水組成。涂料配方復(fù)雜，因涂料制備使用酸性溶液需使 用專用容器，對設(shè)備損壞嚴(yán)重。CN200510017284. 6號申請公開一種鎂合金無鉻達(dá)克羅溶液涂料及其生產(chǎn)方法，該 發(fā)明涉及一種鎂合金無鉻達(dá)克羅溶液涂料，主要是由以下重量配比的原料制成的有機(jī)硅 0. 5-5、納米粉體0. 1-5、納米分散液0. 05-15、復(fù)合樹脂60_100、有機(jī)溶劑5_50、去離子 水5 25、鋅粉30 80、鋁粉10 30。鋅粉和鋁粉的電極電位不同，分開加入會在涂層中 造成不均勻腐蝕，使涂層迅速出現(xiàn)空洞形成腐蝕通道，降低涂層的保護(hù)功能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是針對上述技術(shù)缺陷，提供一種金屬鎂用耐蝕涂料，該涂料的抗 腐蝕性能優(yōu)越。本發(fā)明的另一目的是提供上述金屬鎂用耐蝕涂料的制備方法，該制備方法工藝簡 單，生產(chǎn)成本低，適于工業(yè)化生產(chǎn)。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的該金屬鎂用耐蝕涂料化學(xué)成分的重量百分含量為一種金屬鎂用耐蝕涂料，其各成份的重量百分比為40% -45%的合金粉，3% 6%的碳氮化鈦粉、3% 6%的氮化硅粉，7% 8%的丁醇(各異構(gòu)體均可)，其余為環(huán)氧樹 脂液；合金粉、碳氮化鈦粉、氮化硅粉的的粒度均為270目 800目；所述合金粉各成份的重量百分含量為Cu為2% 4%，Sn為0.01% 0. l%,Sb 為 0. 2%~ 0. 4%, Si % 3% -6%, Pr 為 0. 03% -0. 09%，其余為 Ni。一種金屬鎂用耐蝕涂料制備方法，該方法包括以下各步驟合金粉的準(zhǔn)備按照重量百分含量Cu為2% 4%，Sn為0. 01% 0. 1%，Sb為 0. 2% 0. 4%，Si為0. 02%-0. 05%，卩1~為0.03% -0. 09%，其余為附進(jìn)行配料，其中Sn和 Sb用純金屬錠，Cd用純鎘粒，Cu和Ni用純板材，Si用硅塊，Pr用含Pr 15 %的鐠鋁中間合金；將原料放入外設(shè)感應(yīng)圈的有底孔的坩堝中加熱熔化，底孔直徑l_2mm，坩堝底孔下部設(shè)旋轉(zhuǎn) 的鉬合金轉(zhuǎn)輪，坩堝上部連接氮?dú)鈮毫ο到y(tǒng)，熔化在常壓下進(jìn)行，感應(yīng)圈起加熱熔化合金的 作用，熔化合金時(shí)將感應(yīng)圈通電，熔化溫度為1700-1720°C，熔化后保溫3-8min，開啟氮?dú)?壓力系統(tǒng)，在1. 2-1. 5大氣壓的氮?dú)庾饔孟潞辖鹨簭牡卓琢鞒龊托D(zhuǎn)的鉬合金轉(zhuǎn)輪邊緣接 觸，轉(zhuǎn)輪邊緣的線速度為16-20m/s，鉬合金轉(zhuǎn)輪邊緣將合金液甩成(厚度為0. 1-0. 5mm)條 帶；然后將合金條帶放入球磨機(jī)中粉碎成粒度為270目 800目的合金粉；涂料的制備先按40%-45%的合金粉、3% 6%的碳氮化鈦粉、3% 6%的氮化 硅粉、7% 8%的丁醇、其余為環(huán)氧樹脂液進(jìn)行配料，將后合金粉、碳氮化鈦粉、氮化硅粉至 于容器中干攪拌10-15min，攪拌轉(zhuǎn)數(shù)為30-60轉(zhuǎn)/分；然后將環(huán)氧樹脂液和丁醇緩慢注入 容器，接著進(jìn)行攪拌，攪拌轉(zhuǎn)數(shù)為800-1200轉(zhuǎn)/分，攪拌時(shí)間為30-50min，便制得金屬鎂用 耐蝕涂料。涂料儲存于密封桶中，使用時(shí)將耐蝕涂料以800-1200轉(zhuǎn)/分?jǐn)嚢?min便可直接使用。本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)的有益效果如下本發(fā)明的合金粉由01、511、513、51、？1~、組成。其中Ni、Cu、Sn配合調(diào)整電位，增強(qiáng) 保護(hù)金屬鎂及鎂合金的功能。Si提合金粉的硬度和脆性，便于合金球磨成片狀顆粒的細(xì)粉； Pr和Sb增大材料的過冷能力，形成細(xì)小的晶粒，提高合金粉的強(qiáng)度。因碳氮化鈦和氮化硅具有高的耐磨性能，因此碳氮化鈦粉和氮化硅粉為涂料的組 分增加了涂料的耐磨功能，對合金粉起保護(hù)作用；氮化硅具有良好的導(dǎo)熱性能，因此提高了 涂料的散熱功能。該涂料適于涂覆于金屬鎂表面，起保護(hù)作用。也可使用于鎂基體的合金 材料上。丁醇和環(huán)氧樹脂液的作用是將合金粉和陶瓷粉有機(jī)地與鎂合金結(jié)合在一起。本發(fā)明的涂料性能見表1。涂料制備工藝和操作都十分簡便，應(yīng)用范圍廣，不剝落，耐蝕性強(qiáng)，對鎂合金零件 防護(hù)時(shí)間長。
四

圖1為本發(fā)明實(shí)施例一制得的金屬鎂用耐蝕涂料的組織。由圖1可以看到涂料的組元分布。
五具體實(shí)施例方式以下各實(shí)施例僅用作對本發(fā)明的解釋說明，其中的重量百分比均可換成重量g、kg 或其它重量單位。實(shí)施例一本發(fā)明鎂合金用耐蝕涂料制備過程如下合金粉的準(zhǔn)備按照重量百分含量按Cu為2 %，Sn為0. 01 %，Sb為0. 2 %，Si為 3%，Pr為0. 03%，其余為Ni進(jìn)行配料，其中Sn和Sb用純金屬錠，Cd用純鎘粒，Cu和Ni用 純板材，Si用硅塊，Pr用含Prl5%的鐠鋁中間合金；將原料放入外設(shè)感應(yīng)圈的有底孔的坩 堝中加熱熔化，底孔直徑l_2mm，坩堝底孔下部設(shè)旋轉(zhuǎn)的鉬合金轉(zhuǎn)輪，坩堝上部連接氮?dú)鈮毫ο到y(tǒng)，熔化在常壓下進(jìn)行，感應(yīng)圈起加熱熔化合金的作用，熔化合金時(shí)將感應(yīng)圈通電，熔 化溫度為1700-1720°C (該溫度僅用感應(yīng)線圈加熱即可)，熔化后溫3-8min，開啟氮?dú)鈮毫?系統(tǒng)，在1. 2-1. 5大氣壓的氮?dú)庾饔孟潞辖鹨簭牡卓琢鞒龊托D(zhuǎn)的鉬合金轉(zhuǎn)輪邊緣接觸， 轉(zhuǎn)輪邊緣的線速度為16-20m/s，鉬合金轉(zhuǎn)輪邊緣將合金液甩成(厚度為0. 1-0. 5mm)條帶； 然后將合金條帶放入球磨機(jī)中粉碎成粒度為270目 800目的合金粉；涂料的制備按40%的合金粉，3%的碳氮化鈦粉、3%的氮化硅粉，7%的丁 醇，其余為環(huán)氧樹脂液進(jìn)行配料，將后合金粉、碳氮化鈦粉、氮化硅粉至于容器中干攪拌 10-15min，攪拌轉(zhuǎn)數(shù)為30-60轉(zhuǎn)/分；然后將環(huán)氧樹脂液和丁醇緩慢注入容器，接著進(jìn)行攪 拌，攪拌轉(zhuǎn)數(shù)為800-1200轉(zhuǎn)/分，攪拌時(shí)間為30-50min，便制得金屬鎂用耐蝕涂料。 實(shí)施例二 合金粉的準(zhǔn)備合金粉的化學(xué)成分的重量百分含量為Cu為4%，Sn為0. 1%，Sb 為 0. 4%，Si 為 6%，Pr 為 0. 09%，其余為 Ni。涂料制備時(shí)各成份的重量百分?jǐn)?shù)為45%的合金粉，6. 0%的碳氮化鈦粉、6%的氮 化硅粉，8. 0%的丁醇，其余為環(huán)氧樹脂液；制備過程同實(shí)施例一。實(shí)施例三合金粉的準(zhǔn)備合金粉的化學(xué)成分的重量百分含量為Cu為3%，Sn為0. 09%,Sb 為 0. 3%，Si 為 4%，Pr 為 0. 06%，其余為 Ni。涂料制備時(shí)各成份的重量百分?jǐn)?shù)為42%的合金粉，5%的碳氮化鈦粉、5%的氮化 硅粉，7. 5%的丁醇，其余為環(huán)氧樹脂液；制備過程同實(shí)施例一。實(shí)施例四(原料成份配比不在本發(fā)明范圍內(nèi)的實(shí)例)合金粉的準(zhǔn)備合金粉的化學(xué)成分的重量百分含量為Cu為1%，Sn為0. 005%, Sb 為 0. 1%，Si 為 2%，Pr 為 0. 02%，其余為 Ni。涂料制備時(shí)各成份的重量百分?jǐn)?shù)為30%的合金粉，2%的碳氮化鈦粉、2%的氮化 硅粉，6%的丁醇，其余為環(huán)氧樹脂液；制備過程同實(shí)施例一。實(shí)施例五(原料成份配比不在本發(fā)明范圍內(nèi)的實(shí)例)合金粉的準(zhǔn)備合金粉的化學(xué)成分的重量百分含量為Cu為5%，Sn為0. 2%，Sb 為 0.5%，Si 為 7%，1%，其余為 Ni。涂料制備時(shí)各成份的重量百分?jǐn)?shù)為50%的合金粉，7%的碳氮化鈦粉、7%的氮化 硅粉，9%的丁醇，其余為環(huán)氧樹脂液；制備過程同實(shí)施例一。下表1為不同成份與配比的涂料性能對照表測試時(shí)將各編號的涂料涂覆于金屬鎂表面，測得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下 涂料的這些組元超出本申請配比范圍，會嚴(yán)重降低涂料的性能。Cu、Sn不足，降低電位、提高活性、保護(hù)金屬鎂的功能就不足；Cu、Sn過量，Ni的含 量降低，材料的力學(xué)性能降低。Pr和Sb不足，增大材料的過冷能力、形成細(xì)小的晶粒、提高合金粉的強(qiáng)度及合金 粉的硬度的作用就不足；Pr和Sb過量，脆性化合物過多，材料的力學(xué)性能降低。Si不能過多，否則合金粉脆性太大，沒有強(qiáng)度，合金保護(hù)鎂合金的功能就會喪失。碳氮化鈦和氮化硅不足，涂料的耐磨性不足，對合金粉的保護(hù)功能不足；碳氮化鈦 和氮化硅過量，合金粉數(shù)量降低，保護(hù)金屬鎂的功能降低。
權(quán)利要求
一種金屬鎂用耐蝕涂料，其各成份的重量百分比為40％-45％的合金粉，3％～6％的碳氮化鈦粉、3％～6％的氮化硅粉，7％～8％的丁醇，其余為環(huán)氧樹脂液；合金粉、碳氮化鈦粉、氮化硅粉的的粒度均為270目～800目；所述合金粉各成份的重量百分含量為Cu為2％～4％，Sn為0.01％～0.1％，Sb為0.2％～0.4％，Si為3％-6％，Pr為0.03％-0.09％，其余為Ni。
2.一種金屬鎂用耐蝕涂料制備方法，該方法包括以下各步驟合金粉的準(zhǔn)備按照重量百分含量Cu為2% 4%，Sn為0.01% 0. 1%，Sb為 0. 2% 0. 4%，Si 為 0. 02% -0. 05%, Pr 為 0. 03% -0. 09%，其余為 Ni 進(jìn)行配料，其中 Sn 和Sb用純金屬錠，Cd用純鎘粒，Cu和Ni用純板材，Si用硅塊，Pr用含Prl5%的鐠鋁中間 合金；將原料放入外設(shè)感應(yīng)圈的有底孔的坩堝中加熱熔化，底孔直徑l_2mm，坩堝底孔下部 設(shè)旋轉(zhuǎn)的鉬合金轉(zhuǎn)輪，坩堝上部連接氮?dú)鈮毫ο到y(tǒng)，熔化在常壓下進(jìn)行，熔化合金時(shí)將感應(yīng) 圈通電，熔化溫度為1700-1720°C，熔化后保溫3-8min，開啟氮?dú)鈮毫ο到y(tǒng)，在1. 2-1. 5大 氣壓的氮?dú)庾饔孟潞辖鹨簭牡卓琢鞒龊托D(zhuǎn)的鉬合金轉(zhuǎn)輪邊緣接觸，轉(zhuǎn)輪邊緣的線速度為 16-20m/s,鉬合金轉(zhuǎn)輪邊緣將合金液甩成條帶；然后將合金條帶放入球磨機(jī)中粉碎成粒度 為270目 800目的合金粉；涂料的制備先按40 % -45 %的合金粉、3 % 6 %的碳氮化鈦粉、3 % 6 %的氮化硅 粉、7% 8%的丁醇、其余為環(huán)氧樹脂液進(jìn)行配料，將后合金粉、碳氮化鈦粉、氮化硅粉至于 容器中干攪拌10-15min，攪拌轉(zhuǎn)數(shù)為30-60轉(zhuǎn)/分；然后將環(huán)氧樹脂液和丁醇緩慢注入容 器，接著進(jìn)行攪拌，攪拌轉(zhuǎn)數(shù)為800-1200轉(zhuǎn)/分，攪拌時(shí)間為30-50min，便制得金屬鎂用耐 蝕涂料。
全文摘要
本發(fā)明提供一種金屬鎂用耐蝕涂料及其制備方法，該涂料的抗腐蝕性能優(yōu)越。該制備方法工藝簡單，生產(chǎn)成本低，適于工業(yè)化生產(chǎn)。該金屬鎂用耐蝕涂料化學(xué)成分的重量百分含量為其各成份的重量百分比為40％-45％的合金粉，3％～6％的碳氮化鈦粉、3％～6％的氮化硅粉，7％～8％的丁醇，其余為環(huán)氧樹脂液；合金粉、碳氮化鈦粉、氮化硅粉的的粒度均為270目～800目；所述合金粉各成份的重量百分含量為Cu為2％～4％，Sn為0.01％～0.1％，Sb為0.2％～0.4％，Si為3％-6％，Pr為0.03％-0.09％，其余為Ni。
文檔編號C09D163/00GK101875810SQ201010228588
公開日2010年11月3日 申請日期2010年7月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月15日
發(fā)明者張祿, 王玲, 趙浩峰 申請人:南京信息工程大學(xué)