用于热喷涂无机涂层的表面处理方法

摘要

本发明公开了一种能够提高热喷涂无机涂层的抗溶液腐蚀性能的用于热喷涂无机涂层的表面处理方法。该表面处理方法，首先将具有热喷涂无机涂层的试样件固定于两个惰性电极之间；接着将上述试样件分别与两个惰性电极连通，然后将试样件与两个惰性电极置于导电的可溶性金属盐溶液中进行电解沉积处理；试样件在导电的可溶性金属盐溶液中经过一定时间的电解沉积处理后，将其取出并在室温下进行干燥处理，然后试样件在空气中被缓慢加热到300～400℃，保温20～40分钟，然后冷却到室温，实现对热喷涂无机涂层整体的渗封处理，从而提高热喷涂无机涂层抗溶液腐蚀性能和抗高温氧化性能。适合在涂层制备后处理及修复技术领域推广运用。

说明书

技术领域

本发明属于涂层制备后处理及修复技术领域，具体涉及一种用于热喷涂无机涂层的表面处理方法。

背景技术

采用热喷涂技术在金属表面制备氧化物等无机涂层是一种常用的表面防护处理方法。获得的无机涂层可利用其耐磨损、抗腐蚀及隔热等功能。当利用其抗腐蚀功能时，由于采用热喷涂技术获得的涂层具有较大的孔隙率，相互连通的空隙构成腐蚀介质的短路通道，因此，直接使用的涂层只表现出有限的抗腐蚀性能，热喷涂无机涂层的抗溶液腐蚀性能较差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能够提高热喷涂无机涂层的抗溶液腐蚀性能的用于热喷涂无机涂层的表面处理方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案为：该用于热喷涂无机涂层的表面处理方法，包括以下步骤：

A、将具有热喷涂无机涂层的试样件固定于两个惰性电极之间；

B、将上述试样件分别与两个惰性电极连通，然后将试样件与两个惰性电极置于导电的可溶性金属盐溶液中进行电解沉积处理；

C、试样件在导电的可溶性金属盐溶液中经过一定时间的电解沉积处理后，将其取出并在室温下进行干燥处理，然后试样件在空气中被缓慢加热到300～400℃，保温20～40min，然后冷却到室温。

进一步的是，在进行步骤A之前，对具有热喷涂无机涂层的试样件进行清洗处理。

进一步的是，在步骤C中，进行电解沉积处理过程中所使用的电流密度为2A/m²～3A/m²。

进一步的是，在步骤C中，进行电解沉积处理的时间为2min。

进一步的是，在步骤C中，对试样件进行干燥处理的时间为15min。

进一步的是，在步骤C中，试样件在空气中被缓慢加热到350℃。

进一步的是，在步骤C中，试样件在空气中被缓慢加热的过程中，其升温速率为1℃/min。

进一步的是，在步骤C中，所述保温时间为30min。

进一步的是，所述导电的可溶性金属盐溶液为0.5mol/L的Al(NO₃)₃水溶液。

进一步的是，所述导电的可溶性金属盐溶液为0.5mol/L的Zr(NO₃)₄乙醇溶液。

本发明的有益效果在于：本发明所述用于热喷涂无机涂层的表面处理方法通过采用电解沉积的方法对热喷涂无机涂层表面的缝隙和开孔以及与之相连的内部空隙进行填充，实现对热喷涂无机涂层整体的渗封处理，从而提高热喷涂无机涂层抗溶液腐蚀性能，而且将热喷涂无机涂层表面的缝隙和开孔以及与之相连的内部空隙进行氧化物填充还可以大大提高热喷涂无机涂层的抗高温氧化性能。

具体实施方式

该用于热喷涂无机涂层的表面处理方法，包括以下步骤：

A、将具有热喷涂无机涂层的试样件固定于两个惰性电极之间，所述试样件与两个惰性电极之间的间距根据实际情况以及需求而定；

B、将上述试样件分别与两个惰性电极连通，然后将试样件与两个惰性电极置于导电的可溶性金属盐溶液中进行电解沉积处理，电极之间的沉积电压/电流根据实际情况以及需求而定；

C、试样件在导电的可溶性金属盐溶液中经过一定时间的电解沉积处理后，导电的可溶性金属盐溶液中含有的氧化物前驱体就会沉积到热喷涂无机涂层表面的缝隙和开孔以及与之相连的内部空隙中，接着将其取出并在室温下进行干燥处理，然后试样件在空气中被缓慢加热到300～400℃，使沉积的氧化物前驱体热解为相应的氧化物，接着保温20～40分钟，然后冷却到室温，完成对热喷涂无机涂层的渗封处理，为了提高电解沉积渗封效果，重复步骤A、B、C即可。

为了保证电解沉积的效果，在进行步骤A之前，对具有热喷涂无机涂层的试样件进行清洗处理，将一些残留物以及杂质清洗掉，避免在电解沉积过程中造成影响。

为了能够使热喷涂无机涂层表面的缝隙和开孔以及与之相连的内部空隙都填充满氧化物前驱体，保证其填充效果，在步骤C中，进行电解沉积处理过程中所使用的电流密度为2A/m²～3A/m²。

为了在保证填充效果的同时提高处理效率，在步骤C中，进行电解沉积处理的时间优选为2min。

为了在保证干燥效果的同时提高干燥效率，在步骤C中，对试样件进行干燥处理的时间优选为15min。

为了使沉积的氧化物前驱体能够全部热解为相应的氧化物，同时也为了最大限度的节约能源，在步骤C中，试样件在空气中被缓慢加热到350℃，进一步的，在步骤C中，试样件在空气中被缓慢加热的过程中，其升温速率为1℃/min。

为了避免热解后的氧化物发生其它的化学反应，需要在高温保持一段时间，为了使热解后的氧化物不发生其它的化学反应，在步骤C中，所述保温时间优选为30min。

为了提高电解沉积的效果，所述导电的可溶性金属盐溶液优选为为0.5mol/L的Al(NO₃)₃水溶液或者0.5mol/L的Zr(NO₃)₄乙醇溶液。

实施例1

配制0.5mol/L的Zr(NO₃)₄乙醇溶液。将热喷涂ZrO₂涂层的40碳钢试样件洗净安装到盛有上述溶液的沉积设备上，安装惰性电极，调节电极和试样件的距离，接通电源，设置电流密度为2A/m²，沉积2分钟，取出试样件，在室温空气中干燥15分钟，置于350℃的加热炉内保温30分钟，然后冷却到室温，再重复处理上述电沉积和干燥、热处理过程4次，实现对热喷涂ZrO₂涂层的密封处理。

取电解沉积密封处理前后的热喷涂ZrO₂试样在3.5%的NaCl水溶液中进行电化学测试。结果显示，经过电解沉积密封处理后的ZrO₂试样，其极化曲线的自腐蚀电位明显高于未处理试样的自腐蚀电位，表明电解沉积密封处理可以显著提高涂层在电解质溶液中的抗腐蚀性能。

实施例2

配制0.5mol/L的Al(NO₃)₃水溶液，将热喷涂Al₂O₃涂层的不锈钢试样件洗净安装到盛有上述溶液的沉积设备上，安装惰性电极，调节电极和试样件的距离，接通电源，设置电流密度为3A/m²，沉积2分钟，取出试样件，在室温空气中干燥15分钟，置于350℃的加热炉内保温30分钟，然后冷却到室温，再重复处理上述电沉积和干燥、热处理过程2次，实现对热喷涂Al₂O₃涂层的密封处理。

取电解沉积密封处理前后的热喷涂Al₂O₃试样件在800℃和900℃进行200小时循环氧化测试。结果显示，经过电解沉积密封处理后的试样，其氧化增重量更低，表现出更优异抗高温氧化性能。