用于超级合金基底的热防护和腐蚀防护的多层覆盖系统

摘要

本文公开了一种高表面光洁度、热稳定、多层的基于浆料的覆盖系统，该覆盖系统适用于苛刻热环境。本文中公开的实施方式包括：由包含填充有陶瓷颜料的磷酸盐基粘结剂的浆料所形成的底涂层、由包含填充有金属氧化物颜料或陶瓷氧化物颜料的磷酸盐基粘结剂的浆料所形成的第二层、和由基本上无颜料的磷酸盐基粘结剂所形成的任选的密封涂层。

说明书

 

发明领域

本发明涉及一种适合使用在涡轮发动机部件上的、热稳定的防腐蚀性多层覆盖系统，更具体地涉及一种平滑的热稳定的防腐蚀性多层覆盖系统以及用于制造所述覆盖系统的方法；所述覆盖系统包括通过施涂包含分散于磷酸盐基粘结剂中的金属氧化物颗粒的浆料所形成的底涂层、通过施涂包含分散于磷酸盐基粘结剂中的金属氧化物颜料颗粒的浆料所形成的第二层、和通过施涂包含基本上无颜料的磷酸盐基粘结剂的浆料所形成的任选的密封涂层。

背景

涡轮发动机部件的表面暴露于来自涡轮燃烧过程的热气体中。涡轮发动机的超级合金材料是基于它们的高温稳定性和耐腐蚀性来进行选择。众所周知的超级合金，例如镍基超级合金(诸如Inconel^TM 718、Inconel^TM 722和Udimet^TM720)对氧化和腐蚀损害显示良好的耐受性。然而，即使这些材料在高温苛刻条件下也会发生退化。在组件表面上的氧化和腐蚀反应可以导致金属损耗和壁厚的损失。金属的损失迅速地增加作用于各组件上的应力并且可以最终地导致部件故障。因此，将防护性覆盖层施涂于这些组件上，以防止它们发生由氧化和腐蚀所导致的退化。

现已提出各种耐腐蚀层和多层覆盖系统，它们被用于保护涡轮发动机部件，具体地压缩机转子叶片。对现有技术覆盖系统的评估已显示在其功能特性和外观、以及若干可能的故障模式方面的一般缺陷。

例如，现有技术的市售多层覆盖系统被设计用于较低的使用温度并且提供最高1200 ℉的有效保护。然而，如果现有技术覆盖系统被用于这种先进发动机，它将会在较新发动机的升高的工作温度下(≥约1300 ℉)下易出现裂纹和脱层。图1示出了暴露在1400 ℉(显著地高于现有技术设计的操作温度)下达145小时后现有技术的覆盖系统与Inconel^TM 718基底的脱层。

图2 示出了与现有技术多层覆盖系统相关的其它问题。图2中的现有技术的经涂覆的基底显示“沙砾般的”涂层外观(即可见的颗粒夹杂物)。可以在涂覆中间层之后观察到这些颗粒夹杂物，而且往往在施涂密封涂层之后变得更加明显。这些缺陷归因于层施涂期间的外部污染(诸如空气中的污染物)、表面不规则等。

与基于现有技术的覆盖系统相关的其它类型的可能问题是在用现有技术覆盖系统涂覆的一些部件上出现直径为1 mm至3 mm的斑点(即“白点”)。如从图2中可见，“白点”看上去其颜色比经涂覆叶片的剩余部分浅得多，并且在圆点内部含有多余的或“起泡的”材料。这些“白点”似乎是在施涂密封涂层时形成。利用现有技术多层覆盖系统涂覆的叶片也可显示“画框”效应，其中各层在叶片边缘附近更厚，因此导致较弱的覆盖层附着和可能的边缘剥落。所有这些缺陷是密封的覆盖表面的不规则，不仅降低叶片的气动效率，而且也可能成为热侵袭和腐蚀侵蚀的活性部位。

鉴于上述问题和缺点，需要不断地改善现有技术的基于浆料的多层覆盖系统的表面光洁度特性以及热性能和腐蚀性能。虽然现有技术的基于浆料的多层覆盖系统满足了当前发动机制造商的要求和技术规范，但需要加以改进以便用于更新、更先进的发动机。因此，期望提供一种改善现有技术覆盖系统的表面光洁度特性并且具有改善的在正常环境和腐蚀性环境中的热稳定性的的多层覆盖系统。

发明内容

在一个方面，本发明的特征在于一种覆盖系统，该覆盖系统包括：(i)通过施涂包含分散于磷酸盐基粘结剂中的金属或金属氧化物颜料颗粒的浆料所形成的底涂层，该底涂层具有在大约0.5至3.0密耳之间的厚度；和(ii)通过施涂包含分散于磷酸盐基粘结剂中的金属氧化物颜料颗粒优选地氧化铬颜料颗粒的浆料所形成的第二层，其中金属氧化物颜料颗粒由于窄的粒径分布和优化的表面积因而具有增强的可分散性，该第二层具有在大约0.1至1.0密耳之间的厚度；与现有技术的基于浆料的多层覆盖系统相比，本发明的多层覆盖系统显示改善的热稳定性和腐蚀稳定性以及表面光洁度特性。

在另一方面，本发明的特征在于一种覆盖系统，该覆盖系统包括：(i)通过施涂包含分散于磷酸盐基粘结剂中的氧化铝颜料颗粒的浆料所形成的底涂层，该底涂层具有在大约0.5至3.0密耳之间的厚度；(ii)通过施涂包含分散于磷酸盐基粘结剂中的氧化铬颜料颗粒的浆料所形成的第二层，其中氧化铬颜料颗粒具有窄的粒径分布并且中值粒径(特征为粒径分布的第50%)是在大约0.8至2.2微米之间并且颗粒的表面积为大于或等于大约4 m²/g，第二层具有在大约0.1至1.0密耳之间的厚度；并且其中该覆盖系统中的底涂层和第二层的表面粗糙度为小于或等于大约30 μin。与现有技术的基于浆料的多层覆盖系统相比，本发明的多层覆盖系统在腐蚀性和非腐蚀性环境中显示改善的热稳定性和表面光洁度特性。

在又一方面，本发明的特征在于一种用于涂覆金属基底的方法或过程，该方法或过程包括以下步骤：(i)准备金属基底的表面；(ii)将填充有陶瓷颜料的磷酸盐基粘结剂的浆料施涂于金属基底上以形成底涂层，该底涂层具有在大约0.5至3.0密耳之间的厚度；(iii)使用底涂层涂覆的基底发生固化；(iv)制备包含分散于磷酸盐基粘结剂中的氧化铬颜料颗粒的浆料，其中氧化铬颜料颗粒具有窄的粒径分布并且中值粒径(特征为粒径分布的第50%)是在大约0.8至2.2微米之间且颗粒的表面积为大于或等于大约4 m²/g；(v)将所述浆料施涂于底涂层上以形成第二层，该第二层具有在大约0.1至1.0密耳之间的厚度；和(vi)使用底涂层和第二层涂覆的基底发生固化。与现有技术的基于浆料的多层覆盖系统相比，本发明的多层覆盖系统显示改善的表面光洁度特性和热性能。

在再一方面，本发明的特征在于一种通过以下过程所制造的产品，其中该产品是通过包括以下步骤的过程而施涂的涂层：(i)将填充有氧化铝颜料的磷酸盐基粘结剂的浆料施涂于金属基底上以形成底涂层，该底涂层具有在大约0.5至3.0密耳之间的厚度；(ii)制备填充有氧化铬颜料的磷酸盐基粘结剂的浆料，其中氧化铬颜料颗粒具有如此的粒径分布，其特征为第50%的粒径分布具有在大约1.0至2.0微米之间的直径并且第90%的粒径分布具有不超过大约3.0微米的直径；以及(iii)将填充有氧化铬颜料的铬酸盐-磷酸盐粘结剂的稳定浆料涂覆于底涂层上，以形成具有在大约0.1至1.0密耳之间厚度的第二层。与现有技术的基于浆料的多层覆盖系统相比，本发明的多层覆盖系统显示改善的表面光洁度特性和热性能。

附图简述

基于下面对本发明的更详细说明并结合以下附图，本发明的上述和其它的方面、特征和优点将变得显而易见，其中：

图1示出了用现有技术多层覆盖系统进行涂覆的Inconel 718轮盘，其中在暴露于1400℉达145小时之后观察到涂层的剥落。

图2示出了施涂于各种基底上的现有技术多层覆盖系统在20X放大倍数下的光学显微镜图像，显示各种缺陷。

图3示出了用二层覆盖系统、本发明的涂覆系统进行涂覆的平板在20X放大倍数下的光学显微镜图像；其中利用浆料B来制作第二层，该第二层始终比用现有技术的浆料A制作的平板更加平滑和光滑。

图4示出了现有技术二层覆盖系统在50X和1000X放大倍数下的扫描电子显微镜(SEM)图像以及能量弥散X射线谱(EDS)分析数据，该现有技术二层覆盖系统具有从由粘结剂所构成的磷酸盐基质中“突起”的尺寸过大的氧化铬颜料颗粒。

图5示出了具有尺寸过大的Cr₂O₃颗粒的“沙砾般”夹杂物的现有技术三层覆盖系统的光学显微镜图像(20X)和SEM图像(1000X)以及EDS分析数据。

图6示出了用本发明三层覆盖系统(样品21A)涂覆的Udimet 720叶片的图像，与用现有技术覆盖系统(样品191)涂覆的Udimet 720叶片相比该Udimet 720叶片具有改善的表面光洁度。

图7示出了在复杂形状超级合金部件上的涂层厚度测量位置。

图8示出了用本发明浆料B涂覆的部件的涂层系统厚度测量的SEM显微照片的一个例子。

图9示出了在不同测量位置的涂层厚度的图表。

图10示出了用浆料B涂覆的部件以及用现有技术浆料A涂覆的另一部件的末端区域的SEM显微照片。

图11示出了暴露于大约1400°F的高热环境达145小时之后用本发明多层覆盖系统涂覆的Inconel 718轮盘。

图12A和图12B示出了在热腐蚀测试前后的各种多层覆盖系统。

详述

在本领域众所周知的是，颗粒系统(诸如颜料粉末和含颜料的浆料)的粒径和粒径分布的测量的绝对数强烈地依赖于测试和/或测量技术和仪器。因此，非常重要的是应强调已通过激光衍射技术采用MicroTrac SRA颗粒分析仪作为颗粒测量设备而获得了本发明的粒径的D50和D90数。本文中使用的“D50”是指中值粒径，其中50%的颗粒的粒径小于中值粒径而其余50%的颗粒的粒径大于中值粒径，“D90”是指其中90%的颗粒的粒径小于该粒径。

在本领域中也已知的是，颜料粉末的表面积(SA)的绝对数也取决于测量技术和仪器。因此，非常重要的是强调本发明的SA数是利用氮气吸收技术通过使用Gemini 2360 V4.01测量系统的BET方法而获得。

浆料的特征也在于它们的pH值、粘度、比重和固体含量。通过对这些参数连同D50和D90进行监测来测试浆料的稳定性和老化。

本发明中使用其它的测试方法和设备。利用FisherScope MMS(涡流和磁感应探测器，基于基底的类型)来测量涂层的厚度。利用Mitutoyo Surftest 301以5.1 mm的动程和0.030"(0.76 mm)的截止值来测量表面光洁度(平滑度Ra)。利用BYK Gardner微型光泽仪60°来测试涂层光泽度。通过网纹网状线胶带(依照ASTM标准D3359)和弯曲(绕直径为6.4 mm的芯棒弯曲90°)测试来测试涂层对基底的附着和中间层附着。利用光学显微镜和SEM/EDS分析对涂层表面和横截面形态、微观结构和元素组成进行详细研究。

本发明的一个实施方式是一种适用于恶劣环境(诸如与涡轮机相关的环境)的多层覆盖系统。与涡轮机的金属基底或金属表面接触的该多层覆盖系统的第一层是填充有金属和/或金属氧化物颜料的无机粘结剂，优选地是填充有陶瓷颜料的无机粘结剂，具有在大约0.5至3.0密耳之间的厚度。更优选地，第一层或底涂层是填充有铝氧化物(即氧化铝)颜料的磷酸盐基粘结剂。可替换地，代替氧化铝或者除了氧化铝以外，第一层还可含有其它非金属颜料，如氧化锆、氧化铈、其它混合金属氧化物和/或其组合。

第一层或底涂层也可任选地含有其它添加剂，诸如表面活性剂、湿润剂和其它常规添加剂。除了陶瓷颜料外，第一层中还可包含其它颗粒状金属，诸如铝、铜、银或镍。

与第一层相关的无机粘结剂溶液优选地是酸性磷酸盐溶液，更优选地包括铬酸盐化合物、或者溶解于酸性磷酸盐化合物中的其金属盐。这些粘结剂溶液是特别有用的，这是因为在干燥和固化周期它们能够发生聚合并能够形成具有良好的机械强度、挠性、以及一些耐腐蚀性和耐热性能连续的玻璃状基质。

将第一层施涂成在0.5至3.0密耳之间的厚度，该第一层的优选厚度为0.8至1.3密耳。最小厚度决定于底涂层的表面粗糙度(Ra)和厚度之间非常强的相关性：当已实现第一层的0.8密耳的厚度时已观察到该底涂层的Ra、以及整个多层覆盖系统的Ra的急剧下降。底涂层的最大厚度通常决定于整个多层覆盖系统的目标厚度或指定厚度。通常且理想的是不施涂超过覆盖系统的功能要求的层。

控制底涂层的表面粗糙度是重要的，这是因为底涂层的表面粗糙度影响第二层和任选的密封涂层的表面粗糙度。优选地，底涂层的表面粗糙度(Ra)应当为30 μin或以下、更优选地20 μin或以下。如果底涂层中的表面粗糙度过高(例如>30 μin)，那么在第二层和任选的密封涂层中将有可能出现更高的表面粗糙度值。换句话说，如果底涂层的表面粗糙度过高，则在第二层和任选的密封涂层的施涂期间表面粗糙度校正(即向下调整)是不可行或不可能的。

多层覆盖系统的第二层包含具有规定的粒径、粒径分布(PSD)和表面积(SA)的细金属氧化物颜料。优选地，第二层是填充有氧化铬(即Cr₂0₃)颜料的磷酸盐基粘结剂。可使用本领域中已知的任何磷酸盐基粘结剂。优选地，磷酸盐基粘结剂为铬酸盐-磷酸盐。第二层的铬酸盐-磷酸盐粘结剂通常包含铬酸盐化合物、或者溶解于酸性磷酸盐化合物中的其金属盐。将第二层施涂于第一层上达到在大约0.1至1.0密耳之间的厚度。

在该优选的实施方式中，氧化铬颜料颗粒具有窄的PSD，并且中值粒径D50(其特征为50%的PSD)是在大约0.8至2.2微米之间且尺寸过大的粒径D90(特征为90%的PSD)不超过大约3.0微米。颗粒的优选的SA为至少4 m²/g至5 m²/g、更优选为大约6 m²/g。将优选实施方式的氧化铬颜料颗粒(表示为粉末Ⅱ)的特性示于表1中。通过比较，现有技术的多层覆盖系统具有包含氧化铬颜料颗粒的第二层，氧化铬颜料颗粒的中值粒径D50为2.5微米，尺寸过大的粒径D90为3.5至3.7微米，SA为3.0至3.5 m²/g(在表1中表示为粉末Ⅰ)。

表1. 选择的Cr₂O₃颜料粉末

Cr₂O₃粉末D50，μmD90，μmSa，m²/gpH值粉末Ⅰ2.53.737.5粉末Ⅱ1.72.666.5

已使用这些粉末(对于各粉末，制备5个重复浆料样品)制备了相应的浆料；下面将这些浆料称为浆料A(现有技术的浆料)和浆料B(本发明的浆料)。重要的是要注意粉末Ⅰ在浆料A中的分散需要长时间的球磨阶段，而粉末Ⅱ在小于30分钟的高剪切混合后实现非常好的在浆料B中的分散。在施涂涂料之前，已将这两种浆料过500目筛。这显然简化和缩短了浆料生产过程，因此对于大规模制造而言这是重要的实际优势。

表2中给出了在筛选后所制备的浆料A和B的颗粒粒度测量的结果；就D50(±0.3 μm)和D90((±0.5 μm)而言，观察到非常好的样品间可重复性。正如从这些数据中可见，使用具有较低中值粒径D50和尺寸过大的粒径D90的Cr₂0₃粉末颗粒导致第二层浆料也具有尺寸过大颗粒的较低中值粒径和较低D90粒径。

表2. 浆料颗粒粒度测量以及相应的涂层粗糙度和光泽度

浆料D50，μmD90，μm经涂覆的板Ra，μin光泽度，%A6.111.0组A217B4.38.1组B1530

表2还给出了用如下的二层覆盖系统涂覆的部件的粗糙度和光泽度。用基层(厚度约为25-30 μm)涂覆2英寸×4英寸的钢板(1010碳钢，各制备的浆料样品有三个重复平板)，在350℃下干燥和固化0.5 hr然后用浆料A(在组A板上)或浆料B(在组B平板上)进行空气喷涂。然后，将经涂覆板在350℃下干燥和固化0.5 hr，以形成二层覆盖系统的第二层。将第二层的厚度设定在5-7 μm。

正如从这些数据中可见，用浆料B涂覆的平板始终比用浆料A涂覆的平板更平滑且更光滑。光学显微镜数据(图3)也证实了这些结果。来自组A的平板表面看上去更粗糙并且也具有“沙砾般的”外观(即显示分离颗粒的一些夹杂物)。SEM/EDS分析数据(图4)表明这些夹杂物是从由粘结剂所构成磷酸基质中“突起”的尺寸过大的氧化铬颜料颗粒。也发现涂层中的这些颗粒夹杂物是由于浆料中存在尺寸过大的Cr₂0₃颜料颗粒所造成，而浆料的过大颗粒粒径D90的减小导致涂层中颗粒夹杂物的量显著减少。

这些尺寸过大的氧化铬颗粒导致三层覆盖系统中甚至更强的 “砂性”外观，该三层覆盖系统在第二层的顶部采用附加的和任选的密封涂层；该密封涂层包含基本上无颜料的铬酸盐-磷酸盐粘结剂。可将该封闭剂施涂于第二层涂层上达大约0.05至0.1密耳(大约1-2.5 μm)的最小厚度。

在图5中示出了用现有技术三层覆盖系统施涂的钢测试板的光学显微镜(20X)和SEM图像(1000X)。基于加亮颗粒的EDS分析结果，该加亮颗粒与整个周围基质相比似乎具有显著更高的Cr含量以及急剧减小的Mg和P含量。具体地，加亮的颗粒显示，以重量%计，54.8%的Cr含量、2.7%的Mg含量、35.8%的O含量、和5.4%的P含量；而周围的基质显示测量的6.7%的Cr含量、10.9%的Mg含量、53.2%的O含量、和28.0%的P含量。

基于图5的图像连同相关的EDS分析，似乎存在于施涂的涂层中的任何尺寸过大的Cr₂0₃颗粒不能完全被厚度约为5微米的密封涂层所覆盖。尺寸过大颗粒上的Cr含量与周围基质的比较表明这些尺寸过大颗粒从表面上突起并且与各种基质区中的涂层的其它部件相比具有显著减小的密封涂层覆盖。而且，密封涂层玻璃状基质与突起的Cr₂O₃颗粒的不同反射率使得这些尺寸过大颗粒在视觉上变得明显，因此在施涂密封涂层之后产生更加“沙砾般”的涂层外观。

基于Cr₂O₃尺寸过大颗粒的尺寸，密封涂层的覆盖率发生变化(即，较小的Cr₂O₃颗粒有较高的覆盖率，较大的Cr₂O₃颗粒有较低的覆盖率)。然而，由于颗粒从表面上的突起，因而在颗粒顶部上的密封涂层始终将比基质的其余部分更薄。因此，减小浆料中尺寸过大的Cr₂O₃颗粒的数量和尺寸对于整个覆盖系统的质量而言具有至高的影响。

已发现使用具有本发明的粒径和PSD的氧化铬能够显著地减少缺陷并且改善多层覆盖系统的表面光洁度，即减小粗糙度并提高光泽度。图6示出了用本发明三层覆盖系统涂覆的Udimet 720叶片(样品21A：典型的Ra=10-15 μin，典型的光泽度% = 75-80% ))；该Udimet 720叶片与用现有技术的覆盖系统涂覆的Udimet 720叶片(样品191：典型的Ra =19-22 μm，典型的光泽率%= 40-50%)相比具有改善的表面光洁度。

第二层也可含有其它添加剂，诸如表面活性剂、腐蚀抑制剂、粘度调节剂、湿润剂和其它常规的添加剂，以增加覆盖系统的防氧化和防腐蚀性以及提供改善的施涂性和美观性。除了氧化铬颜料外，第二层中还可包含其它颗粒状金属氧化物颜料。

也观察到，与现有技术浆料(表2中的浆料A)相比，本发明的浆料(表2中的浆料B)始终提供增强的喷涂性和第二层对涂覆系统的基层的更均匀的覆盖。这在大规模生产过程中显然是一个重要的实际优势，特别是当应当对复杂形状的部件进行涂覆时、以及当在被涂覆的部件的固化和使用寿命期间该涂层的任何边缘非均匀性和“图像框化(picture framing)”通过在边缘处的涂层开裂和剥落造成使用故障的可能时。已通过在两个超级合金复杂形状的矩形部件(表示为部件4-196和部件21-197)上的涂层厚度均匀性的SEM对比研究(其中相应地用浆料A(现有技术)和浆料B(本发明)施涂第二层)证实了这些目视观测结果。

根据这些部件的技术规格，在矩形部件一侧的一个位置对施涂的涂覆系统的总厚度进行测试。因此，为了研究从一端到另一端的部件长度上的涂层厚度均匀性，经过此测试位置制作了垂直剖面；将这些样品安装在环氧化合物上，抛光，并利用SEM进行检查。以1000X和2000X放大倍数，在图7中所示位置进行涂层厚度测量。图8示出了在涂覆系统厚度测量时的一例SEM显微照片。将通过SEM测量的所有区域的结果总结于图9中所示的图表中。正如从这些数据中可见，在远离部件端部的位置处，这两个部件具有在18-30 μm 范围内的相似的涂层厚度，在台基(pedestal)的区域中涂层是最厚的。然而，在部件端部区域在涂层覆盖均匀性方面存在大的差异：使用浆料B(本发明的)的部件21-197在其端部具有相当均匀的涂层，而来自浆料A(现有技术的)的部件4-196的端部具有实际上在其上面没有涂层的裸露区，紧邻具有相对较厚涂层的区域(图9、图10)。

上述多层覆盖系统已被成功地用于提供高质量覆盖，该覆盖防止金属和金属合金表面发生氧化和腐蚀，特别是在高温或者在适度的高温下。最重要地，意外地发现，与现有技术覆盖相比，本发明多层覆盖系统显示热稳定性的显著改善。整个多层覆盖系统的这种改善的热性能通常在以下条件下发生，用使用氧化铬颜料颗粒的浆料施涂多层覆盖系统的第二层，所述氧化铬颜料颗粒的中值粒径D50是在大约0.8至2.2微米之间、优选地在1.2和1.8微米之间，尺寸过大的粒径D90不超过大约3.0微米、优选地不超过大约2.0至2.8微米，而颗粒的SA为至少4 m²/g、更优选地至少6 m²/g。

如图11中所示，用本发明多层覆盖系统涂覆的并且在大约1400℉的高热环境中暴露145小时的Inconel 718轮盘(其中总的覆盖系统厚度是在大约1.2至1.4密耳的范围内)维持该覆盖系统无任何可见的脱落的标志。图示的Inconel 718轮盘与图1中所示用现有技术多层覆盖系统施涂的Inconel 718轮盘(显示显著的脱落)相反，因此突出了本发明多层覆盖系统的改善的热性能。

还意外地发现，本发明多层覆盖系统显示热腐蚀稳定性的显著改善，正如在大约1400℉下执行600小时同时暴露于CaSO₄+炭黑混合物的腐蚀性环境中的测试中所证明。在图12A和图12B中可见，显示有九(9)个样品Udimet 720柱销，其中样品L代表未经涂覆的裸露柱销；样品J、P、I和M代表用本发明多层覆盖系统涂覆的柱销，本发明多层覆盖系统利用本发明的浆料B产生三层系统中的第二层；以及用现有技术的多层覆盖系统(利用浆料A来产生第二层)涂覆的样品柱销G、H、K和O。图12A示出了在腐蚀测试之前的柱销，而图12B示出了在暴露于含有CaSO₄+炭黑混合物的热腐蚀性环境中、在大约1400 ℉的温度下达600小时后的柱销图像。比较未经涂覆的柱销与用现有技术基于浆料的多层覆盖系统所涂覆的柱销、用本发明的基于浆料的多层覆盖系统所涂覆的柱销，突出了本发明多层覆盖系统的改善的热性能和抗腐蚀性能。

可以常规方式将用于底涂层的浆料组合物施涂于待被涂覆的金属或金属合金表面上。通常，理想的是对待被涂覆的部件进行表面除油脂，用磨料进行喷砂，通过任何合适的方式(诸如喷涂、刷涂、浸涂、旋转浸涂等)施涂该层。然后使经涂覆的基底干燥，随后在大约340℃至350℃的温度下固化15至30分钟或更长。若需要，可在更高或更低的温度下实施固化。优选地施涂该浆料至少两次涂覆或通过至少两遍，每次通过沉积厚度约为0.1密耳至0.25密耳的层，更优选地总共4个涂层或更多以实现在大约0.5密耳至大约3.0密耳之间的底涂层总厚度。底涂层的干燥优选地是在大约80℃下进行15至30分钟。底涂层的固化优选地是在345℃(650 ℉)下进行大约30分钟。用于施涂底涂层的50%湿度或更高的较高湿度条件也是优选的。

可通过任何合适的方式(例如喷涂、刷涂、浸涂、旋转浸涂等)将第二层的浆料组合物施涂于底涂层上。然后使中间层干燥，随后在大约340℃至350℃的温度下固化15至30分钟或更长时间。优选地以1至4次的涂覆或通过施涂浆料，每次通过或涂覆沉积厚度在大约0.1密耳至0.25密耳之间的层以实现在大约0.1密耳至大约1.0密耳之间的第二层总厚度。第二层的干燥通常是在大约80℃(175℉)下进行15至30分钟，接着在345℃(650℉)下进行大约30分钟的第二层的固化。

任选地，然后将密封涂层浆料组合物施涂于第二层上达大约0.05至0.1密耳的最小厚度。优选地以2次或更多次涂覆或层施涂密封涂层浆料，每次涂覆的厚度是在大约0.02密耳至0.25密耳之间，以实现大约0.05至0.1密耳的密封涂层的最小厚度。密封涂层的干燥通常是在大约80℃下进行15至30分钟，接着将密封涂层在345℃(650℉)下固化大约30分钟。

从以上应当理解的是，本发明因此提供一种基于浆料的多层覆盖系统；该多层覆盖系统包括：由基于浆料的填充有陶瓷颜料的铬酸盐-磷酸盐粘结剂所形成的底涂层、由填充有金属氧化物颜料或陶瓷氧化物颜料的铬酸盐-磷酸盐粘结剂的浆料所形成的第二层、以及任选地由基本上无颜料的铬酸盐-磷酸盐粘结剂所形成的密封涂层。对本发明方法的各种修改、改变和变型对于本领域技术人员将会是显而易见的，并且应理解的是这种修改、改变和变型应包括在本申请的权限和权利要求书的精神和范围内。