高耐蚀复合涂层、制备及超音速等离子喷涂封孔处理方法技术

一种高耐蚀复合涂层、制备及超音速等离子喷涂封孔处理方法，高耐蚀复合涂层原料由陶瓷粉末和金属粉末组成，金属粉末为镍、铬混合粉，陶瓷粉末为碳化铬粉；将碳化铬粉、镍粉、铬粉以及酒精混匀后球磨处理、烘干得到预制粉，预制粉过筛、造粒、再过筛得到高耐蚀复合涂层材料；高耐蚀复合涂层超音速等离子喷涂封孔处理方法是将试样表面依次进行除油去污、喷砂、酒精超声清洗并烘干、预热，再采用超音速等离子喷涂的方法在试样表面进行高耐蚀复合涂层的热喷涂制备，然后采用封孔剂来进行封孔处理，烘烤得到表面有一层高耐蚀复合涂层的试样；本发明专利技术通过选择更好的耐蚀粉末、优化工艺参数并进行后期封孔处理，提高液压支架立柱的耐蚀性能。能。能。

【技术实现步骤摘要】
高耐蚀复合涂层、制备及超音速等离子喷涂封孔处理方法


[0001]本专利技术属于热喷涂耐蚀涂层制备
，具体涉及一种高耐蚀复合涂层、制备及超音速等离子喷涂封孔处理方法。

技术介绍

[0002]液压支架立柱在综合机械化采煤
中通过与围岩相互作用，控制工作面作业区顶板岩层，为工作面提供安全作业空间，起到支撑顶板的作用。但煤矿井下工作面支架立柱、千斤顶在使用不长时间就出现鼓包、起泡、镀层环状、片状、带状锈蚀以及针眼状的密集腐蚀点等状况，导致液压支架立柱、千斤顶大量腐蚀失效和性能降低，从而严重影响其使用寿命，造成了重大的经济损失和安全隐患。传统的涂料防护、热浸镀锌防护、热喷锌与涂料复合防护层在表面防护过程中取得了一定的使用效果，但仍难以满足矿井的设计使用寿命。
[0003]与普通等离子喷涂(喷涂粒子速度200
‑
400m/s)相比，超音速等离子喷涂(SAPS)的突出优势就是射流的速度高(450
‑
900m/s)，涂层结合强度、致密性和孔隙率都有所改善。但是关于SAPS喷涂耐蚀涂层应用于采煤机液压支架立柱的耐蚀研究还没有完全成熟，仍有很多关键应用性能需要进一步提高和改善。因此，如何制备一种高耐蚀并且加工工艺相对成本较低的涂层是目前急需解决的技术难题。

技术实现思路

[0004]为了克服上述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种高耐蚀复合涂层、制备及超音速等离子喷涂封孔处理方法，通过选择更好的耐蚀粉末、优化工艺参数并进行后期封孔处理，提高液压支架立柱的耐蚀性能。
[0005]为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0006]一种高耐蚀复合涂层，其原料由陶瓷粉末和金属粉末组成，金属粉末含量为高耐蚀复合涂层粉末质量的20％～30％，陶瓷粉末为高耐蚀复合涂层粉末质量的70％～80％；金属粉末为镍、铬混合粉，镍粉、铬粉的质量比为1:1；陶瓷粉末为碳化铬粉；
[0007]所述的碳化铬粉为d50＝15～45μm的类球形粉末；
[0008]所述的镍粉为d50＝15～45μm的类球形粉末；
[0009]所述的铬粉为d50＝15～45μm的类球形粉末。
[0010]所述的一种高耐蚀复合涂层的制备方法，将碳化铬粉、镍粉、铬粉以及酒精混合均匀后球磨处理、烘干得到预制粉，酒精质量为高耐蚀复合涂层粉末质量的1.5
‑
2.5倍；
[0011]所述的球磨处理为：将高耐蚀复合涂层粉末和酒精混合均匀后，在球磨机上球磨处理至少18h，转速为240～380r/min；
[0012]所述的烘干处理为：在烘干箱中保温30min，加热温度为50～100℃；
[0013]所述的预制粉过50
‑
70目筛，随后造粒再过50
‑
70目筛得到高耐蚀复合涂层材料。
[0014]所述的一种高耐蚀复合涂层超音速等离子喷涂封孔处理方法，包括以下步骤：
[0015]步骤1，将试样表面进行除油去污处理；
[0016]步骤2，对经过步骤1除油去污处理后的试样表面进行喷砂处理；
[0017]步骤3，对经过步骤2喷砂处理后的试样表面进行酒精超声清洗，并烘干；
[0018]步骤4，对经过步骤3清洗干净后的试样表面进行加热预热；
[0019]步骤5，采用超音速等离子喷涂的方法在步骤4得到的试样表面进行高耐蚀复合涂层的热喷涂制备；
[0020]步骤6，对步骤5得到的试样表面采用封孔剂来进行封孔处理，之后放入100～120℃烘箱中烘烤1～2小时，得到表面有一层高耐蚀复合涂层的试样。
[0021]所述的步骤1中除油时采用汽油或乙醇进行冲洗或擦拭处理。
[0022]所述的步骤2中喷砂处理时喷砂砂粒为金刚砂，粒径为80～120目；喷砂气压控制在0.2Mpa～0.5Mpa范围。
[0023]所述的步骤3中酒精超声清洗时，清洗时间30分钟，温度控制在20～30℃，频率70Hz。
[0024]所述的步骤4中表面预热，温度控制在80～90℃，时间20～30min。
[0025]所述的步骤5中超音速等离子喷涂时的参数为：喷涂电压为130
‑
135V，喷涂电流为400
‑
420A，喷涂气压为0.7
‑
0.8MPa，喷涂距离为100～120mm，喷涂气源为压缩空气及Ar气，主气流量为25.4L
·
min
‑1，辅气流量Ar气流量为220L
·
min
‑1；所述高耐蚀复合涂层的厚度为200μm。
[0026]所述的步骤6中封孔处理方法为：将表面涂有高耐蚀复合涂层的试样浸渍到封孔剂中或是采用纱布蘸取封孔剂擦拭高耐蚀复合涂层表面，然后将试样从封孔剂中取出后放置在干燥箱中1
‑
2h烘干。
[0027]所述的封孔剂包括丙烯酸树脂、纳米氧化铬、无水乙醇和乙酸丁酯，以无水乙醇和乙酸丁酯的总质量为100份计算，丙烯酸树脂的质量份数为0.5
‑
5份，纳米氧化铬的质量份数为0.5
‑
2份；
[0028]所述的无水乙醇和乙酸丁酯的总质量为100份时，其中无水乙醇的质量份数为10
‑
90份。
[0029]所述的封孔剂的制备方法为：将丙烯酸树脂、纳米氧化铬、无水乙醇和乙酸丁酯进行混合，在室温
‑
80℃的条件下搅拌4
‑
8h，搅拌时的转速为300
‑
1000转/min，得到封孔剂。
[0030]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：
[0031]1.本专利技术选择超音速等离子喷涂的方法对液压支架立柱表面进行高耐蚀复合涂层的制备，涂层质量高，耐蚀效果显著，好于普通热喷涂技术，性价比更高。
[0032]2.对表面进行封孔处理后，进行电化学试验，耐蚀效果得到显著提升。
[0033]3.本专利技术高耐蚀复合涂层可以满足综合机械化采煤技术中液压支架立柱等部件在采煤、储煤及运煤作业过程的防护性能要求，实现对液压支架立柱的有效防护，对维护采煤机及液压支架立柱使用性能及延长使用寿命具有重大意义。
附图说明
[0034]图1为本专利技术的方法流程示意图。
[0035]图2为实施例1在液压支架立柱表面制备有金属陶瓷涂层的示意图。
[0036]图3为实施例1在液压支架立柱表面制备有金属陶瓷涂层并封孔处理后的示意图。
[0037]图4为实施例1超音速等离子喷涂前、喷涂后及封孔处理后的开路电压图。
[0038]图5为实施例1超音速等离子喷涂前、喷涂后及封孔处理后的极化曲线图。
具体实施方式
[0039]下面结合实施例及附图对本专利技术进行进一步详细阐述。
[0040]实施例1，一种高耐蚀复合涂层，其原料由陶瓷粉末和金属粉末组成，金属粉末含量为高耐蚀复合涂层粉末质量的30％本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高耐蚀复合涂层，其特征在于：其原料由陶瓷粉末和金属粉末组成，金属粉末含量为高耐蚀复合涂层粉末质量的20％～30％，陶瓷粉末为高耐蚀复合涂层粉末质量的70％～80％；金属粉末为镍、铬混合粉，镍粉、铬粉的质量比为1:1；陶瓷粉末为碳化铬粉；所述的碳化铬粉为d50＝15～45μm的类球形粉末；所述的镍粉为d50＝15～45μm的类球形粉末；所述的铬粉为d50＝15～45μm的类球形粉末。2.根据权利要求1所述的一种高耐蚀复合涂层的制备方法，其特征在于：将碳化铬粉、镍粉、铬粉以及酒精混合均匀后球磨处理、烘干得到预制粉，酒精质量为高耐蚀复合涂层粉末质量的1.5
‑
2.5倍；所述的球磨处理为：将高耐蚀复合涂层粉末和酒精混合均匀后，在球磨机上球磨处理至少18h，转速为240～380r/min；所述的烘干处理为：在烘干箱中保温30min，加热温度为50～100℃；所述的预制粉过50
‑
70目筛，随后造粒再过50
‑
70目筛得到高耐蚀复合涂层材料。3.权利要求1所述的一种高耐蚀复合涂层超音速等离子喷涂封孔处理方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，将试样表面进行除油去污处理；步骤2，对经过步骤1除油去污处理后的试样表面进行喷砂处理；步骤3，对经过步骤2喷砂处理后的试样表面进行酒精超声清洗，并烘干；步骤4，对经过步骤3清洗干净后的试样表面进行加热预热；步骤5，采用超音速等离子喷涂的方法在步骤4得到的试样表面进行高耐蚀复合涂层的热喷涂制备；步骤6，对步骤5得到的试样表面采用封孔剂来进行封孔处理，之后放入100～120℃烘箱中烘烤1～2小时，得到表面有一层高耐蚀复合涂层的试样。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述的步骤5中超音速等离子喷涂时的参数为：喷涂电压为130
‑
135V，喷涂电流为400
‑
420A，喷涂气压为0.7
‑
0.8MPa，喷涂距离为100～120mm，喷涂气源为压缩空气及Ar气，主气流量为25.4L
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min
‑1，辅气流量Ar气流量为220L
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‑1；所述高耐蚀复合涂层的厚度为200μm。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述的步骤6中封孔处理方法为：将表面涂有高耐蚀复合涂层的试样浸渍到封孔剂中或是采用纱布蘸取封孔剂擦拭高耐蚀复合涂层表面，然后将试样从封孔剂中取出后放置在干燥箱中1
‑
2h烘干。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述的封孔剂包括丙烯酸树脂、纳米氧化铬、无水乙醇和乙酸丁酯，以无水乙醇和乙酸丁酯的总质量为100份计算，丙烯酸树脂的质量份数为0.5
‑
5份，纳米氧化铬的质量份数为0.5
‑
2份；所述的无水乙醇和乙酸丁酯的总质量为100份时，其中无水乙醇的质量份数为10
‑
90份。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述的封孔剂的制备方法为：将丙烯酸树脂、纳米氧化铬、无水乙醇和乙酸丁酯进行混合，在室温
‑
80℃的条件下搅拌4
‑
8h，搅拌时的转速为300
‑
1000转/min，得到封孔剂。8.根据权利要求3所述的方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲍崇高，张冲，马海强，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：