本文通过扫描 电镜、金相等微观测试手段和 电化 学测试仪器 ,对几种成分冷喷涂锌铝涂层的物理性能和电化学性能进行了研究,并与电弧喷涂锌铝合金的相关性能进行了对比。结果显示 ,由于在冷喷涂过程中颗粒发生一定塑性形变 ,相互挤压形成致密涂层 ,涂层表面及内部只有少量的孔隙 ,孔隙率可达5%以下 ,冷喷涂锌铝合金涂层的显微硬度约 为热喷涂层的 2 倍,而热喷涂锌铝涂层 为典型 的片层叠状 ,且孔隙率较高。从电化学数据可以看出,短时间内冷、热喷涂锌铝复合涂层都可以对钢基体提供足够的阴极保护 ,但由于涂层本身物理性能的差异,长期来看冷喷涂锌铝复合涂层的平均腐蚀 电流 密度更小 ,防护寿命更长。
冷喷涂 锌铝涂层 电弧 海水腐蚀 热喷涂
前 言
在海洋环境中,船舶的内舱和舷外结构、平台和港工设施的潮差飞溅及大气段均存在着严重的腐蚀问题,这些部位采用 常规的涂层和 阴极保护技术无法满足其长效防护的要求,喷涂金属 防护涂层技术是 目前国际上解决海洋环境长效防护问题的重要手段。在传统的热喷涂过程中,由于使用高温热源 ,如高温等离子体、电弧、燃烧火焰,通常粉末粒子或线材被加热到熔化状态,这种高温不可避免地使金属或金属 陶瓷材料在喷涂过程中发生一定程度的氧化、相变、分解、蒸发、晶粒长大等。尽管一些高速喷涂工艺 ,如爆炸喷涂、超音速火焰喷涂,可以使粉末粒子在得到有效加速的同时,温度得到一定程度的控制,使粒子在半熔化状态与基体碰撞,但粒子仍然经历了表面达到熔化状态的热过程,也会发生一定程度的氧化、分解等。因此,传统的热喷涂技术在制备海洋环境防护涂层方面存在不足之处,限制了金属防护涂层技术在海洋环境长效防护中的应用近年来发展起来一种新型 喷涂工艺—冷喷涂,又称为冷气动力学喷涂一是指利用高压载气使具有一定塑性的固态粒子加速并与基体碰撞,经过强烈的塑性变形而发生沉积形成涂层的方法。同常规热喷涂相 比,冷喷涂法不仅避免了材料的氧化及生成不需要的物相 ,保留了最初粒子的性质,而且制备的涂层热影响残余应力低。同时冷喷涂过程由于降低工艺 温度,依靠提高动能导致的塑性变形沉积,所以颗粒的变形通常较为充分,使得其产生孔隙的几率降低,有利于提高涂层的耐蚀性。
本文利用冷喷涂工艺制备了几种比例成分的锌铝合金涂层,研究了涂层本身的物理性能及其在海洋环境中的电化学防护性能,并与热喷涂锌铝涂层的相关性能进行了对比研究。试验材料与方法在Q235钢基体上采用冷喷涂工艺 沉积锌铝 复合涂层,制备工艺参数如下、粉末均为粒子雾化方法制备,两种粉末按照一定质量 比例 为械混合在一起,粉末粒度体积含量分布见图.在冷喷涂设备上进行试样制备,工作气体为压缩空气,载气温度400 ℃ ,载气压力 27MPa,喷涂距离20mm,分别制备了不同比例含量的锌铝复合涂层。喷涂前对基体进行表面喷砂处理。热喷涂Zn50Al涂层按体积 比,按电弧热喷涂工艺制备。
参考文献略
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