超厚型金屬防腐涂層及制備工藝的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及金屬表面防腐及長(zhǎng)效重防腐，公開(kāi)了一種超厚型金屬防腐涂層及制備工藝。超厚型金屬防腐涂層，包括金屬基材（2）、金屬基材錨勾層（1）、防腐金屬層（3），所述的金屬基材（2）表面的粗糙度為150μm—1400μm，金屬基材（2）通過(guò)金屬基材錨勾層（1）與防腐金屬層（3）嵌入式錨固連接。制備工藝，包括以下步驟：a、在金屬基材（2）表面制備150μm-1400μm粗糙度的錨紋；b、對(duì)金屬基材（2）錨紋進(jìn)行施壓，形成金屬基材錨勾層（1）；c、制備防腐金屬層（3）。本發(fā)明通過(guò)設(shè)置金屬基材錨勾層，使金屬基材錨勾層與防腐金屬層之間的機(jī)械結(jié)合力得到了明顯的強(qiáng)化，為提高制備較厚涂層提供了必要的條件。
【專(zhuān)利說(shuō)明】超厚型金屬防腐涂層及制備工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及金屬表面防腐及長(zhǎng)效重防腐，尤其涉及了一種超厚型金屬防腐涂層及制備工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的金屬防腐涂層，由于受附著力的限制，材料本身的線膨脹系數(shù)的差異的影響，除了孔隙率較大，涂層質(zhì)量相對(duì)較低的電弧熱噴涂，不能制備出很厚的涂層。如，熱鍍鋅鋅層厚度超過(guò)150 μ m就難以制備，在傳統(tǒng)工藝的條件下，厚度超厚會(huì)引起脫層、開(kāi)裂、翹缺等缺陷，影響防腐效果。而無(wú)論是隔離式防腐或自耗反應(yīng)式防腐機(jī)理，尤其是自耗反應(yīng)式防腐，防腐層的厚度與防腐年限成正相關(guān)。所以，如何制備超厚型的重防腐涂層，一直是涂裝防腐行業(yè)急需解決的難題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中金屬防腐涂層由于受附著力的限制，材料本身的線膨脹系數(shù)的差異的影響，難以制備出很厚的涂層等缺點(diǎn)，提供了一種在金屬基材的表面設(shè)置金屬基材錨勾層，金屬基材通過(guò)金屬基材錨勾層與防腐金屬層嵌入式錨固連接，涂層厚度達(dá)到150 μ m以上的超厚型金屬防腐涂層及制備工藝。
[0004]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明通過(guò)下述技術(shù)方案得以解決:
[0005]超厚型金屬防腐涂層，包括金屬基材、金屬基材錨勾層、防腐金屬層，所述的金屬基材表面的粗糙度為150 μ m—1400 μ m,金屬基材的表面設(shè)有金屬基材錨勾層，金屬基材錨勾層包括平頭錨勾，金屬基材通過(guò)金屬基材錨勾層與防腐金屬層嵌入式錨固連接。金屬基材通過(guò)金屬基材錨勾層與防腐金屬層咬合連接或嵌入式互卡連接，提高了防腐金屬層與金屬基材的機(jī)械結(jié)合力，為提高防腐金屬層厚度提供了必要條件。
[0006]涂層的附著力與基材表面的展開(kāi)面積成正向相關(guān)關(guān)系，金屬基材錨勾層的設(shè)置正是一方面提高了基材表面的展開(kāi)面積，另一方面，形成機(jī)械嵌入式結(jié)合；另外，涂層的附著力與涂層的厚度成反向相關(guān)關(guān)系，這是因基材和涂層的溫度蠕變等材料本身特性所決定的，錨勾層的設(shè)置，使涂層附著力可以超過(guò)9Mpa，與傳統(tǒng)的3-5Mpa相比有明顯的提高，涂層厚度也從傳統(tǒng)的200-1000 μ m提升至350-2000 μ m的厚涂層，使特殊環(huán)境的重防腐涂裝成為現(xiàn)實(shí)。
[0007]作為優(yōu)選，所述的平頭錨勾為蘑菇狀錨紋和勾狀錨紋，蘑菇狀錨紋的截面為“T”字型，勾狀錨紋的截面為“V，字型。
[0008]作為優(yōu)選，所述的金屬基材的原表面面積，與制備粗糙度和錨勾層后的展開(kāi)面積之比為1:(1.6—4)。原表面面積是指理論的表面的丈量面積，展開(kāi)面積為制備粗糙度和錨勾層后的與大氣接觸的展開(kāi)面積。
[0009]作為優(yōu)選，所述的金屬基材錨勾層與防腐金屬層之間設(shè)有熔融過(guò)渡層，金屬基材通過(guò)金屬基材錨勾層與熔融過(guò)渡層嵌入式錨固連接。熔融過(guò)渡層與防腐金屬層咬合連接或嵌入式互卡連接。
[0010]作為優(yōu)選，所述的防腐金屬層的材料為鋅、鋁、鎳、鉻、銅、鈦、鎂、鑰、金、銀、錫、鉛、鎘、鈕!、錯(cuò)中的一種或一種以上的復(fù)合材料，防腐金屬層的厚度為350 μ m-2000 μ m。
[0011]作為優(yōu)選，所述的金屬基材的材料為鋼材、鑄鐵、銅、鋁的一種或一種以上的復(fù)合材料。
[0012]超厚型金屬防腐涂層的制備工藝，包括以下步驟:a、在金屬基材表面制備ΙδΟμπι-ΗΟΟμπι粗糙度的錨紋；b、對(duì)金屬基材錨紋進(jìn)行施壓，形成金屬基材錨勾層；c、制備防腐金屬層。對(duì)金屬基材錨紋進(jìn)行施壓采用滾壓的方式。
[0013]作為優(yōu)選，所述的步驟c中，防腐金屬層的制備采用防腐金屬棒，帶壓旋轉(zhuǎn)涂裝。金屬材料旋壓熔涂裝備，包括防腐金屬棒、旋轉(zhuǎn)裝置、加壓裝置、涂裝臺(tái)，金屬基板放置在涂裝臺(tái)上，防腐金屬棒設(shè)置在旋轉(zhuǎn)裝置上，防腐金屬棒上還連接有加壓裝置。利用防腐金屬材料制成的金屬棒，金屬棒經(jīng)高速帶壓旋轉(zhuǎn)，通過(guò)與金屬基材表面摩擦，一邊將金屬棒材料涂覆在金屬材料表面，另一方面，由于摩擦產(chǎn)生大量熱量，又使得金屬棒材料與金屬材料熔合，摩擦過(guò)程中防腐金屬棒端面與基材表面的錨紋接觸，形成基材表面的錨勾狀的錨紋和兩種材料的機(jī)械混合，形成過(guò)渡的復(fù)合冶金結(jié)合層，具有能耗低、防腐層質(zhì)量高、形成粗糙表面、環(huán)境影響小等優(yōu)點(diǎn)。 [0014]金屬材料旋壓熔涂工藝，包括以下步驟:a、金屬基板表面前處理；b、防腐金屬棒的帶壓旋轉(zhuǎn)，使防腐金屬棒的端面與金屬基板相接觸、移動(dòng)旋轉(zhuǎn)裝置或移動(dòng)金屬基材。其中步驟a中金屬基板表面前處理包括耐磨刷旋轉(zhuǎn)除銹或拋丸噴砂除銹。步驟a中，金屬基板表面前處理為通過(guò)耐磨刷旋轉(zhuǎn)除銹或拋丸噴砂除銹，使金屬基板表面形成山峰狀的錨紋，然后通過(guò)滾壓設(shè)備在金屬表面進(jìn)行滾壓，使山峰狀的錨紋的頭部被壓平，形成“T”字行或“蘑菇狀”或“7”字型的平頭錨紋，平頭錨紋為倒鉤狀，其與防腐層的機(jī)械結(jié)合力大大提高，間接的提高了防腐層的結(jié)合力。
[0015]作為優(yōu)選，所述的步驟c中，防腐金屬層的制備采用熱浸鍍方法涂裝或熱噴涂涂裝。熱浸鍍方法涂裝也叫熱鍍鋅，最常用的方法，熱噴涂最常用的就是電弧熱噴涂。
[0016]作為優(yōu)選，所述的步驟c中，金屬基材與防腐金屬層之間設(shè)有熔融過(guò)渡層，熔融過(guò)渡層采用熱熔結(jié)合的方法制備。
[0017]本專(zhuān)利采用高粗糙度、高展開(kāi)面積比、高錨勾紋、高熔融過(guò)渡層，高致密度的手段，制備出長(zhǎng)效防腐的超厚型金屬防腐涂層。上述高展開(kāi)面積為:一平方的金屬，由于表面粗糙度的制備而增加后的總面積，比表面積的最小值為I。展開(kāi)面積比為1.2— 5。
[0018]高粗糙度、高展開(kāi)面積、高錨勾紋、高熔融過(guò)渡層，高致密度。除了涂層表面，通用的結(jié)合力如靜電吸引力、化學(xué)鍵吸引力之外，本專(zhuān)利的技術(shù)方法使得機(jī)械結(jié)合力得到了明顯的強(qiáng)化，而機(jī)械結(jié)合力又是上述三種結(jié)合力當(dāng)中，量級(jí)較高的一種結(jié)合力，所以對(duì)涂層的附著力增強(qiáng)明顯，另外，二者的熔融過(guò)渡層又使兩種材料沒(méi)有明顯的界面，形成A、A+B熔融層、B的整體復(fù)合，所以使二者的結(jié)合力進(jìn)一步提高。當(dāng)結(jié)合力的能量等級(jí)明顯超過(guò)涂層的溫度蠕變等應(yīng)變力時(shí)，絕大部分材料都能夠被涂裝成長(zhǎng)效防腐的涂層。
[0019]本發(fā)明由于采用了以上技術(shù)方案，具有顯著的技術(shù)效果:本發(fā)明通過(guò)在金屬基材的表面設(shè)置金屬基材錨勾層，使金屬基材通過(guò)金屬基材錨勾層與防腐金屬層嵌入式錨固連接，使金屬基材錨勾層與防腐金屬層之間的機(jī)械結(jié)合力得到了明顯的強(qiáng)化，為提高制備較厚涂層提供了必要的條件，使制備的涂層厚度達(dá)到150 μ m以上。
【專(zhuān)利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1是本發(fā)明的實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]以上附圖中各數(shù)字標(biāo)號(hào)所指代的部位名稱(chēng)如下:其中I一金屬基材錨勾層、2—金屬基材、3—防腐金屬層、11 一平頭錨勾、12—蘑菇狀錨紋、13—勾狀錨紋。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖1與實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述:
[0023]實(shí)施例1
[0024]超厚型金屬防腐涂層，如圖1所示，包括金屬基材2、金屬基材錨勾層1、防腐金屬層3，所述的金屬基材2表面的粗糙度為300 μ m,金屬基材2的表面設(shè)有金屬基材錨勾層1，金屬基材錨勾層I包括平頭錨勾11，金屬基材2通過(guò)金屬基材錨勾層I與防腐金屬層3嵌入式錨固連接。金屬基材2通過(guò)金屬基材錨勾層I與防腐金屬層3咬合連接或嵌入式互卡連接，提高了防腐金屬層3與金屬基材2的機(jī)械結(jié)合力，為提高防腐金屬層3厚度提供了必要條件。
[0025]平頭錨勾11為蘑菇狀錨紋12和勾狀錨紋13，蘑菇狀錨紋12的截面為“T”字型，勾狀錨紋13的截面為“7”字型。金屬基材2的原表面面積，與制備粗糙度和錨勾層后的展開(kāi)面積之比為1: (1.6—4)。原表面面積是指理論的表面的丈量面積，展開(kāi)面積為制備粗糙度和錨勾層后的與大氣接觸的展開(kāi)面積。
[0026]金屬基材錨勾層I與防腐金屬層3之間設(shè)有熔融過(guò)渡層，金屬基材2通過(guò)金屬基材錨勾層I與熔融過(guò)渡層嵌入式錨固連接。熔融過(guò)渡層與防腐金屬層咬合連接或嵌入式互卡連接。
[0027]防腐金屬層3的材料為鋅、招、鎳、鉻、銅、鈦、鎂、鑰、金、銀、錫、鉛、鎘、鈕、錯(cuò)中的一種或一種以上的復(fù)合材料，防腐金屬層3的厚度為700 μ m。金屬基材2的材料為鋼材、鑄鐵、銅、鋁的一種或一種以上的復(fù)合材料。
[0028]超厚型金屬防腐涂層的制備工藝，包括以下步驟:a、在金屬基材2表面制備300 μ m粗糙度的錨紋；b、對(duì)金屬基材2錨紋進(jìn)行施壓，形成金屬基材錨勾層I ;c、制備防腐金屬層3。對(duì)金屬基材2錨紋進(jìn)行施壓采用滾壓的方式。
[0029]步驟c中，防腐金屬層3的制備采用防腐金屬棒，帶壓旋轉(zhuǎn)涂裝。金屬材料旋壓熔涂裝備，包括防腐金屬棒、旋轉(zhuǎn)裝置、加壓裝置、涂裝臺(tái)，金屬基板放置在涂裝臺(tái)上，防腐金屬棒設(shè)置在旋轉(zhuǎn)裝置上，防腐金屬棒上還連接有加壓裝置。利用防腐金屬材料制成的金屬棒，金屬棒經(jīng)高速帶壓旋轉(zhuǎn)，通過(guò)與金屬基材表面摩擦，一邊將金屬棒材料涂覆在金屬材料表面，另一方面，由于摩擦產(chǎn)生大量熱量，又使得金屬棒材料與金屬材料熔合，摩擦過(guò)程中防腐金屬棒端面與基材表面的錨紋接觸，形成基材表面的錨勾狀的錨紋和兩種材料的機(jī)械混合，形成過(guò)渡的復(fù)合冶金結(jié)合層，具有能耗低、防腐層質(zhì)量高、形成粗糙表面、環(huán)境影響小等優(yōu)點(diǎn)。
[0030]金屬材料旋壓熔涂工藝，包括以下步驟:a、金屬基板表面前處理；b、防腐金屬棒的帶壓旋轉(zhuǎn)，使防腐金屬棒的端面與金屬基板相接觸、移動(dòng)旋轉(zhuǎn)裝置或移動(dòng)金屬基材。其中步驟a中金屬基板表面前處理包括耐磨刷旋轉(zhuǎn)除銹或拋丸噴砂除銹。步驟a中，金屬基板表面前處理為通過(guò)耐磨刷旋轉(zhuǎn)除銹或拋丸噴砂除銹，使金屬基板表面形成山峰狀的錨紋，然后通過(guò)滾壓設(shè)備在金屬表面進(jìn)行滾壓，使山峰狀的錨紋的頭部被壓平，形成“T”字行或“蘑菇狀”或“7”字型的平頭錨紋，平頭錨紋為倒鉤狀，其與防腐層的機(jī)械結(jié)合力大大提高，間接的提高了防腐層的結(jié)合力。
[0031]實(shí)施例2
[0032]本實(shí)施例與實(shí)施例1的區(qū)別在于:金屬基材2表面的粗糙度為651 μ m。金屬基材2通過(guò)金屬基材錨勾層I與防腐金屬層3咬合連接或嵌入式互卡連接，提高了防腐金屬層3與金屬基材2的機(jī)械結(jié)合力，為提高防腐金屬層3厚度提供了必要條件。
[0033]超厚型金屬防腐涂層的制備工藝，包括以下步驟:a、在金屬基材2表面制備651 μ m粗糙度的錨紋；b、對(duì)金屬基材2錨紋進(jìn)行施壓，形成金屬基材錨勾層I ;C、制備厚度為IllOym的防腐金屬層3。步驟b中，金屬基材2錨紋進(jìn)行施壓采用滾壓的方式。步驟c中，防腐金屬層3的制備采用熱浸鍍方法涂裝或熱噴涂涂裝。熱浸鍍方法涂裝也叫熱鍍鋅，最常用的方法，熱噴涂最常用的就是電弧熱噴涂。
[0034]實(shí)施例3
[0035]本實(shí)施例與實(shí)施例1的區(qū)別在于:金屬基材2表面的粗糙度為731 μ m。在金屬基材2表面制備921 μ m的粗糙度，通過(guò)對(duì)金屬基材2錨紋進(jìn)行施壓，形成金屬基材錨勾層1，使金屬基材2的原表面面積，與制備粗糙度和錨勾層后的展開(kāi)面積之比達(dá)到1: (1.6 — 4)。防腐金屬層3的厚度達(dá)到1310 μ m。
[0036]實(shí)施例4
[0037]本實(shí)施例與實(shí)施例1的區(qū)別在于:金屬基材2表面的粗糙度為980 μ m。在金屬基材2表面制備1248 μ m的粗糙度，通過(guò)對(duì)金屬基材2錨紋進(jìn)行施壓，形成金屬基材錨勾層I，使金屬基材2的原表面面積，與制備粗糙度和錨勾層后的展開(kāi)面積之比達(dá)到1:(1.6 — 4)。防腐金屬層3的厚度達(dá)到1550 μ m。
[0038]總之，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明申請(qǐng)專(zhuān)利范圍所作的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明專(zhuān)利的涵蓋范圍。
【權(quán)利要求】
1.超厚型金屬防腐涂層，包括金屬基材(2)、金屬基材錨勾層(I)、防腐金屬層(3)，其特征在于:所述的金屬基材(2)表面的粗糙度為150 μ m—1400 μ m，金屬基材(2)的表面設(shè)有金屬基材錨勾層(I )，金屬基材錨勾層(I)包括平頭錨勾(11)，金屬基材(2)通過(guò)金屬基材錨勾層(I)與防腐金屬層(3)嵌入式錨固連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超厚型金屬防腐涂層，其特征在于:所述的平頭錨勾(11)為蘑菇狀錨紋(12)和勾狀錨紋(13)，蘑菇狀錨紋(12)的截面為“T”字型，勾狀錨紋(13)的截面為“7”字型。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超厚型金屬防腐涂層，其特征在于:所述的金屬基材(2)的原表面面積，與制備粗糙度和錨勾層后的展開(kāi)面積之比為1: (1.6 — 4)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超厚型金屬防腐涂層，其特征在于:所述的金屬基材錨勾層(I)與防腐金屬層(3)之間設(shè)有熔融過(guò)渡層，金屬基材(2)通過(guò)金屬基材錨勾層(I)與熔融過(guò)渡層嵌入式錨固連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超厚型金屬防腐涂層，其特征在于:所述的防腐金屬層(3)的材料為鋅、鋁、鎳、鉻、銅、鈦、鎂、鑰、金、銀、錫、鉛、鎘、鈀、銠中的一種或一種以上的復(fù)合材料，防腐金屬層(3)的厚度為350 μ m-2000 μ m。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超厚型金屬防腐涂層，其特征在于:所述的金屬基材(2)的材料為鋼材、鑄鐵、銅、鋁的一種或一種以上的復(fù)合材料。
7.超厚型金屬防腐涂層的制備工藝，其特征在于:包括以下步驟:a、在金屬基材(2)表面制備ΙδΟμπι-ΗΟΟμπι粗糙度的錨紋；b、對(duì)金屬基材(2)錨紋進(jìn)行施壓，形成金屬基材錨勾層(I) ;c、制備防腐金屬層(3)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的超厚型金屬防腐涂層的制備工藝，其特征在于:所述的步驟c中，防腐金屬層(3)的制備采用防腐金屬棒，帶壓旋轉(zhuǎn)涂裝。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的超厚型金屬防腐涂層的制備工藝，其特征在于:所述的步驟c中，防腐金屬層(3)的制備采用熱浸鍍方法涂裝或熱噴涂涂裝。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的超厚型金屬防腐涂層的制備工藝，其特征在于:所述的步驟c中，金屬基材(2)與防腐金屬層(3)之間設(shè)有熔融過(guò)渡層，熔融過(guò)渡層采用熱熔結(jié)合的方法制備。
【文檔編號(hào)】B32B15/01GK103434204SQ201310307393
【公開(kāi)日】2013年12月11日 申請(qǐng)日期:2013年7月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月18日
【發(fā)明者】孫天明, 曾洋 申請(qǐng)人:杭州博數(shù)土木工程技術(shù)有限公司