本發(fā)明公開(kāi)一種消除噴涂涂層孔隙率的方法，屬于噴涂涂層封孔技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

噴涂是一種表面強(qiáng)化技術(shù)，是表面工程技術(shù)的重要組成部分，噴涂涂層制備的原理決定了它是由微小顆粒相互交錯(cuò)堆疊而成的沉積層。，因此在形成涂層的過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)空隙，而且涂層會(huì)出現(xiàn)一定的多孔性，有些孔隙甚至從涂層表面一直延續(xù)到基體的表面。涂層的孔隙率為1%~30%，這些孔隙對(duì)防腐及其它應(yīng)用是有害的，比如腐蝕介質(zhì)穿透氣孔到達(dá)被保護(hù)的基體表面腐蝕產(chǎn)物在界面積累會(huì)使熱噴涂層龜裂脫落。因此，空隙的存在會(huì)降低涂層的綜合力學(xué)性能。采用合理的工藝手段，消除噴涂涂層表面或內(nèi)在的孔隙，是提高噴涂涂層的綜合力學(xué)性能，提高涂層的壽命和工作效率的有效方法。

本發(fā)明中噴涂主要采用熱噴涂或冷噴涂方式，而目前降低噴涂涂層孔隙率的主要方法有：噴涂工藝的改進(jìn)、新的噴涂材料的開(kāi)發(fā)和封孔劑的使用。噴涂工作原理決定了涂層中不可避免的出現(xiàn)空隙，改進(jìn)噴涂的工藝參數(shù)，只能有限的降低涂層的空隙率。封孔處理，是采用封孔劑浸透孔隙從而填充到孔隙中，但大多封孔處理只能處理涂層表面的孔隙，對(duì)涂層內(nèi)部孔隙缺乏必要的處理，影響涂層的長(zhǎng)時(shí)間應(yīng)用性能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是：目前降低噴涂涂層孔隙率的方法只能有限的降低涂層的空隙率，影響涂層的長(zhǎng)時(shí)間應(yīng)用性能。

本發(fā)明的目的在于提供一種消除噴涂涂層孔隙率的方法，具體為：

當(dāng)涂層不能電磁感應(yīng)加熱時(shí)，直接利用電磁感應(yīng)加熱噴涂基體，基體熱傳導(dǎo)加熱涂層，使涂層溫度達(dá)到其熔點(diǎn)溫度的40%～90%，在涂層表面施加壓力，然后保溫一段時(shí)間，實(shí)現(xiàn)封孔處理；其中，基體可電磁感應(yīng)加熱。

當(dāng)涂層可電磁感應(yīng)加熱，直接加熱涂層，使涂層溫度達(dá)到其熔點(diǎn)溫度的40%～90%，在涂層表面施加壓力，然后保溫一段時(shí)間，實(shí)現(xiàn)封孔處理。

優(yōu)選的，當(dāng)涂層不能電磁感應(yīng)加熱時(shí)，本發(fā)明所述涂層是指以鐵、鈷、鎳、鐵合金、鈷合金或者鎳合金為基體的材料，采用熱噴涂或者冷噴涂在基體上噴涂純Al、純Zn、Mg/Al合金、或者Al/Zn合金制備得到。

優(yōu)選的，當(dāng)涂層可電磁感應(yīng)加熱，本發(fā)明所述涂層是指所述涂層是指以鐵、鈷、鎳、鐵合金、鈷合金或者鎳合金為基體的材料，采用熱噴涂或者冷噴涂在基體上噴涂Ni/Al合金或者Co/Al合金制備得到。

優(yōu)選的，本發(fā)明所述基體的厚度為0.5～4.0㎝基體的涂層厚度為0.2～10㎜。

優(yōu)選的，本發(fā)明通過(guò)軋輥機(jī)或者管狀模具在涂層表面施加壓力，使壓下量大于等于涂層厚度的五分之一。

優(yōu)選的，本發(fā)明所述保溫時(shí)間為40~60min。

本發(fā)明所述熱噴涂為常規(guī)熱噴涂，例如電弧噴涂、等離子噴涂、超音速火焰噴涂等，冷噴涂技術(shù)為常規(guī)冷噴涂技術(shù)。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案產(chǎn)生的有益效果如下：

（1）本發(fā)明所述方法可以消除涂層的孔隙率，涂層的孔隙率由1％~30％降到零，提高涂層的致密度，提高涂層的綜合力學(xué)性能，因此提高涂層的壽命和工作效率。

（2）本發(fā)明所述方法可以同時(shí)處理涂層表面和內(nèi)部的孔隙，可以完全消除涂層的孔隙，因而提高涂層的壽命及其應(yīng)用性能。

（3）電磁感應(yīng)在金屬內(nèi)產(chǎn)生大量的焦耳熱，快速使材料升溫，可以很快使涂層達(dá)到熔點(diǎn)溫度40%～90%，能源利用率高。

（4）電磁感應(yīng)溫度達(dá)到涂層熔點(diǎn)40%～90%時(shí)對(duì)涂層施加壓力，工藝簡(jiǎn)單容易操作。

（5）電磁感應(yīng)設(shè)備操作簡(jiǎn)單，加熱過(guò)程中對(duì)溫度可以很好地控制，因而可以有效地提高工作效率。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的工藝流程圖；

圖2平板樣品消除涂層孔隙率的原理圖；

圖3管狀樣品消除涂層孔隙率的原理圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于所述內(nèi)容。

本發(fā)明實(shí)施例采用常規(guī)的金相法對(duì)涂層的孔隙率進(jìn)行測(cè)試。

實(shí)施例1

（1）選取絲材的直徑為2.0㎜的純鋁絲，把絲材安裝到電弧噴涂設(shè)備上。

（2）工藝參數(shù)為：選用氬氣為噴涂氣氛，霧化氣壓為0.8MPa；噴涂電壓為32V；噴涂電流為180A；噴涂距離選擇180mm；沉積速度為128g/min；涂層厚度為200μm 。

（3）把制備好的涂層放入到電磁感應(yīng)加熱設(shè)備中，把溫度加熱到500℃。

（4）啟動(dòng)軋輥機(jī)使涂層勻速通過(guò)軋輥，壓下量15μm。

（5）保溫50分鐘后隨爐冷卻；此時(shí)，涂層的空隙率將會(huì)達(dá)降到零。

實(shí)施例2

（1）選取絲材的直徑為2.2㎜的純鋅絲，把絲材安裝到電弧噴涂設(shè)備上。

（2）選用氬氣為噴涂氣氛，霧化氣壓為0.7MPa；噴涂電壓為32V；噴涂電流為180A；噴涂距離選擇180mm；沉積速度為130g/min；涂層厚度為300μm。涂層孔隙率為14%。

（3）把制備好的涂層放入到電磁感應(yīng)加熱設(shè)備中，把溫度加熱到380℃。

（4）啟動(dòng)軋輥機(jī)使涂層勻速通過(guò)軋輥，壓下量40μm。

（5）保溫60分鐘后隨爐冷卻；此時(shí)，涂層的空隙率將會(huì)達(dá)降到零。

實(shí)施例3

（1）選取絲材的直徑為2.5㎜的鎳鋁合金絲，安裝在電弧噴涂設(shè)備上。

（2）選用氬氣為噴涂氣氛，霧化氣壓為0.6MPa；噴涂電壓為32V；噴涂電流為180A；噴涂距離選擇150mm；沉積速度為135g/min；涂層厚度為250μm。涂層空隙率為15%。

（3）把制備好的涂層放入到電磁感應(yīng)加熱設(shè)備中，把溫度加熱到300℃（使涂層達(dá)到熔融或者半熔融狀態(tài)。

（4）啟動(dòng)軋輥機(jī)使涂層勻速通過(guò)軋輥，壓下量37μm。

（5）保溫60分鐘后隨爐冷卻；此時(shí)，涂層的空隙率將會(huì)達(dá)降到零。

實(shí)施例4

（1）選取絲材的直徑為2.6mm的純鋅絲、純鋁絲，把絲材安裝到電弧噴涂設(shè)備上。

（2）選用氬氣為噴涂氣氛，霧化氣壓為0.8MPa；噴涂電壓為32V；噴涂電流為180A；噴涂距離選擇180mm；沉積速度為128g/min；在鎳基合金上制備出厚度為300μm 的鋁鋅合金涂層。涂層的孔隙率為18%。

（3）把制備好的涂層放入到電磁感應(yīng)加熱設(shè)備中，把溫度加熱到400℃。

（4） 啟動(dòng)軋輥機(jī)使涂層勻速通過(guò)軋輥，壓下量60μm。

（5）保溫40分鐘后隨爐冷卻，此時(shí)，涂層的空隙率將會(huì)達(dá)降到零。

實(shí)施例5

（1）選取粒度為45微米的鈷鋁粉末，放到等離子噴涂設(shè)備中。

（2）等離子噴涂的工藝參數(shù)為：主氣為Ar和N₂，氬氣的氣流量為90L/min，氮?dú)獾臍饬髁繛?5L/min，工作電流為380A，工作電壓為120~160V；送粉器送粉氣體為Ar，氣體流量為45L/min；噴嘴距離基體距離為10㎝，噴嘴的移動(dòng)速度為0.005~0.04m/s。在鎳基合金上制備出厚度為0.20㎜的鈷鋁合金涂層。涂層的孔隙率為24%。

（3）把制備好的涂層放入到電磁感應(yīng)加熱設(shè)備中,把溫度加熱到850℃（使涂層達(dá)到熔融或者半熔融狀態(tài)）。

（4） 啟動(dòng)管狀模具使涂層勻速通過(guò)模具，壓下量40μm。

（5）保溫50分鐘后隨爐冷卻，此時(shí)，涂層的空隙率將會(huì)達(dá)降到零。

實(shí)施例6

（1）選取粒度為45微米的鎳鋁粉末，把鎳鋁粉末放到冷噴涂設(shè)備中。

（2）主氣為氮和氦，送粉速率控制在7kg/h，氣體流量為45L/min；噴嘴距離基體距離為12㎝，氣體壓力為3.5MPa。壓縮空氣加速金屬粒子到臨界速度（超音速）, 在鎳基合金上制備出厚度為0.32㎜的鎳鋁合金涂層。涂層的孔隙率為15%。

（3）把制備好的涂層放入到電磁感應(yīng)加熱設(shè)備中，控制設(shè)備相應(yīng)的參數(shù)，把溫度加熱到820℃（使涂層達(dá)到熔融或者半熔融狀態(tài)）。

（4） 啟動(dòng)管狀模具使涂層勻速通過(guò)模具，壓下量55μm。

（5）保溫60分鐘后隨感應(yīng)爐冷卻，此時(shí)，涂層的空隙率將會(huì)達(dá)降到零。