熱噴涂加工的超音速電弧噴涂技術
熱噴涂的超音速電弧噴涂技術
研究表(biao)明,鋼鐵在(zai)大(da)(da)氣和(he)水(shui)介(jie)質(zhi)中由于電(dian)化學腐蝕原(yuan)因,在(zai)沒有保護(hu)的(de)(de)情況下,碳鋼的(de)(de)平均(jun)腐蝕速度比鋅高5-20倍,比鋁高40-100倍。采用普通(tong)的(de)(de)油漆防護(hu)時,由于油漆與鋼鐵基體(ti)的(de)(de)粘附強度低(di)、耐(nai)沖刷和(he)顆粒磨損能(neng)力低(di)、使用過程(cheng)中老化變質(zhi)等原(yuan)因,往往容易造(zao)成局部涂層(ceng)損失(shi)脫落、而(er)使鋼鐵基體(ti)銹(xiu)蝕,導致油漆層(ceng)大(da)(da)面積起泡脫落,致使短(duan)期內(nei)防護(hu)失(shi)效。
超音速噴涂噴涂鋅、鋁復合涂層對鋼鐵基體(ti)有雙重保護作用。
一(yi)(yi)方面,經(jing)過封閉處理(li)的涂層可以起到(dao)物理(li)覆蓋作用。將鋼(gang)鐵與水(shui)和(he)空氣等腐(fu)蝕介質隔離開來(lai),從(cong)而(er)起到(dao)防護(hu)作用;另一(yi)(yi)方面,當(dang)涂層有孔(kong)隙、裂紋或(huo)損(sun)壞時(shi),由于鋅和(he)鋁(lv)的電(dian)(dian)化學(xue)性(xing)能比(bi)較活潑,電(dian)(dian)極(ji)電(dian)(dian)位比(bi)鋼(gang)低,構成(cheng)腐(fu)蝕電(dian)(dian)池時(shi),鋅或(huo)鋁(lv)是(shi)負極(ji),鐵是(shi)正(zheng)極(ji),鋅、鋁(lv)失去電(dian)(dian)子,變成(cheng)離子進入電(dian)(dian)解質溶液中而(er)被腐(fu)蝕,其自由電(dian)(dian)子流(liu)向鋼(gang)鐵,使鋼(gang)鐵極(ji)化而(er)受到(dao)保護(hu)。
鋁是一(yi)種活(huo)性很(hen)強的(de)(de)金屬,很(hen)容易與氧(yang)結合,生(sheng)成一(yi)層(ceng)致密、堅硬的(de)(de)氧(yang)化(hua)保(bao)護(hu)層(ceng),有效的(de)(de)防止鋁涂層(ceng)進一(yi)步(bu)氧(yang)化(hua)。而且噴涂過(guo)程中(zhong),鋁變成負(fu)電性更(geng)強的(de)(de)活(huo)化(hua)狀態,能更(geng)好的(de)(de)對鋼鐵基體起陰極保(bao)護(hu)作用。
噴涂后采用低粘度涂料(liao),對涂層進行(xing)封孔(kong)處理(li)并(bing)加一(yi)、二道(dao)面漆,成為以金屬為基礎的復合涂層,將(jiang)進一(yi)步(bu)顯著提(ti)高涂層防蝕能力,延(yan)長保護(hu)周期。
由于超(chao)音速電弧(hu)噴(pen)涂(tu)(熱噴(pen)涂(tu))時鋅或(huo)鋁呈熔(rong)融液噴(pen)射到(dao)經過粗(cu)化(hua)處理的(de)鋼(gang)鐵表面上,熔(rong)融有(you)較大(da)的(de)熱能,獲得(de)比(bi)有(you)機涂(tu)層進一步氧化(hua)。而且噴(pen)涂(tu)過程中(zhong),鋁變成負電性更強的(de)活化(hua)狀態,能更好地對鋼(gang)鐵基體起陰極(ji)保護(hu)作用。
噴涂(tu)后采用低(di)粘(zhan)度涂(tu)料,對涂(tu)層(ceng)進(jin)(jin)行(xing)封孔(kong)處(chu)理(li)并加一(yi)、二道面漆,成為(wei)以金屬(shu)為(wei)基礎的復合(he)涂(tu)層(ceng),將進(jin)(jin)一(yi)步顯著提高涂(tu)層(ceng)防護能(neng)力,延長保護周(zhou)期。
超音速噴涂鋅、鋁涂層的特點
鋼鐵結構件采用噴涂(tu)鋅、鋁涂(tu)層加封閉涂(tu)裝保護(hu),形成長效防護(hu)復合涂(tu)層,與(yu)一般有機涂(tu)層相比有其突出(chu)特點:
(1)防護期(qi)長(chang):噴(pen)鋅、噴(pen)鋁復合涂層、防護有效期(qi)一般(ban)(ban)可達(da)20-30年,在大氣中最長(chang)有效期(qi)國外達(da)60年之久(jiu)的記錄,而(er)有機(ji)涂裝的防護期(qi)一般(ban)(ban)為3-8年。
(2)結合強度比有機涂層高,達到2-3kgf/mm2。
(3)耐高溫:噴鋁涂層經擴散處理,可(ke)在900℃高溫下(xia)抗氧(yang)化;鋅涂層亦(yi)可(ke)承受450℃。
(4)不存(cun)在老化(hua)變(bian)質(zhi)問(wen)題。
(5)耐磨、耐沖刷、抗擦(ca)傷性(xing)能好。
噴鋅、噴鋁涂層的比較
噴(pen)鋅(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)涂(tu)(tu)層(ceng)(ceng)(ceng)是(shi)國(guo)外應用(yong)最早的(de)(de)一種陰極保護(hu)涂(tu)(tu)層(ceng)(ceng)(ceng),60年代以前長(chang)效防護(hu)大部分采用(yong)噴(pen)鋅(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)涂(tu)(tu)層(ceng)(ceng)(ceng)。但是(shi)由于(1)鋅(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)層(ceng)(ceng)(ceng)是(shi)一種犧牲陽(yang)極材(cai)料(liao),因(yin)此噴(pen)鋅(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)涂(tu)(tu)層(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)防腐速(su)率(lv)比噴(pen)鋁(lv)涂(tu)(tu)層(ceng)(ceng)(ceng)高(gao)(gao),其耐蝕期與厚(hou)(hou)度(du)(du)成正比,要(yao)達到長(chang)效防蝕、噴(pen)鋅(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)涂(tu)(tu)層(ceng)(ceng)(ceng)應有一定(ding)厚(hou)(hou)度(du)(du);(2)鋅(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)的(de)(de)密度(du)(du)(7.09/cm3)。比鋁(lv)(2.7cm3)高(gao)(gao)2.6倍(bei)(bei),因(yin)此噴(pen)涂(tu)(tu)相同厚(hou)(hou)度(du)(du)的(de)(de)涂(tu)(tu)層(ceng)(ceng)(ceng),鋅(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)的(de)(de)消(xiao)耗(hao)量(liang)是(shi)鋁(lv)的(de)(de)2.6倍(bei)(bei)。國(guo)外資料(liao)報道(dao),噴(pen)涂(tu)(tu)等效涂(tu)(tu)層(ceng)(ceng)(ceng)厚(hou)(hou)度(du)(du)的(de)(de)情(qing)況下,鋅(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)比鋁(lv)涂(tu)(tu)層(ceng)(ceng)(ceng)成本貴一倍(bei)(bei);(3)噴(pen)鋅(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)所形(xing)成的(de)(de)ZnO粉(fen)塵對(dui)人(ren)體呼(hu)吸道(dao)有危害(hai);(4)噴(pen)鋅(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)時由于空氣(qi)(qi)中CO含量(liang)不(bu)足,不(bu)能形(xing)成穩(wen)(wen)定(ding)的(de)(de)ZnCO3保護(hu)膜(mo),而(er)易疏(shu)松(song)的(de)(de)Zn(OH)2,在鋅(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)涂(tu)(tu)層(ceng)(ceng)(ceng)上產生許多“白銹”,腐蝕率(lv)升高(gao)(gao);(5)由于工業區大氣(qi)(qi)、城市大氣(qi)(qi)中SO2含量(liang)較(jiao)高(gao)(gao),使雨水酸度(du)(du)增加,也能破壞ZnCO3膜(mo)的(de)(de)穩(wen)(wen)定(ding)性,使鋅(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)涂(tu)(tu)層(ceng)(ceng)(ceng)腐蝕速(su)率(lv)加快。
隨著新型電弧絲材噴(pen)(pen)涂(tu)技術的發展,目前國際上大型鋼鐵構件廣泛采用噴(pen)(pen)鋁長效防護涂(tu)層。噴(pen)(pen)鋅涂(tu)層除繼續在鄉村大氣、談水和偏(pian)堿性(xing)氣氛中使(shi)用外、正逐漸被噴(pen)(pen)鋁涂(tu)層所代(dai)替。
噴鋅、噴鋁涂層腐蝕速率(lv)與其使(shi)用(yong)環境介(jie)質的PH值密切相關。一(yi)般來說,噴鋅涂層用(yong)于弱堿性條(tiao)件下為好(hao),噴鋁涂層用(yong)于中性或酸性條(tiao)件下。
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