專利名稱：一種防止海洋生物污損的復(fù)合涂層及其噴涂方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種噴涂方法，具體涉及一種防止海洋生物污損的復(fù)合涂層及其噴涂方法，屬于噴涂技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在海洋中航行的船舶的水下船體及構(gòu)件海洋生物污損十分嚴(yán)重，需要定期清潔海洋污損。常用的防污處理方法是涂刷涂料，包括有毒防污涂料、無毒防污涂料、低表面能涂料防污，但采用該方法進(jìn)行防污處理，其期效短，需要頻繁的進(jìn)行防污處理，造成了人力、物力的浪費(fèi)。也有采用銅及銅合金的方法防污，銅及銅合金因其自身在海水環(huán)境下腐蝕釋放出銅離子，常用于船舶結(jié)構(gòu)中防止海洋生物生長，但由于電絕緣措施不力以及材料自身原因而不能起到好的防污效果。超音速火焰(HVOF)噴涂技術(shù)是20世紀(jì)80年度出現(xiàn)的一種熱噴涂技術(shù)，是在其它火焰噴涂技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種實(shí)用型技術(shù)，已經(jīng)在工業(yè)領(lǐng)域中獲得了應(yīng)用和推廣。由超音速火焰(HVOF)噴涂技術(shù)制備的金屬陶瓷涂層界面結(jié)合強(qiáng)度較其它熱噴涂界面高得多，同時(shí)由于超音速火焰(HVOF)噴涂技術(shù)火焰速度快、溫度低、涂層結(jié)合強(qiáng)度高，涂層成分不會(huì)產(chǎn)生分解，工藝簡單方便等優(yōu)點(diǎn)，特別適合于金屬陶瓷的噴涂，使得HVOF技術(shù)在金屬陶瓷噴涂中獲得了廣泛的應(yīng)用。雖然超音速具有一些優(yōu)點(diǎn)，但是其沉積速度和沉積效率還是相對(duì)較低，成本相對(duì)較高。冷噴涂技術(shù)，又稱為冷氣動(dòng)力學(xué)噴涂，是指當(dāng)具有一定塑性的高速固態(tài)粒子與基體碰撞后，經(jīng)過強(qiáng)烈的塑性變形而沉積形成涂層的方法。該工藝?yán)昧Ｗ訙囟?、速度和大小的綜合選擇，使得在盡可能低的溫度下進(jìn)行噴涂。在冷噴涂工藝中，粉末粒子在低于其材料熔點(diǎn)的溫度下，由超聲速氣流加速，因而形成涂層的粒子為固態(tài)，因此可以避免傳統(tǒng)熱噴涂方法中的有害影響，如高溫氧化、蒸發(fā)、溶解、結(jié)晶、殘余應(yīng)力、剝離、氣體釋放和其它常見問題，均可減到最小甚至消除。與熱噴涂技術(shù)相比，冷噴涂的粒子沒有熔化，涂層對(duì)基體的熱影響很小，使得涂層與基體的熱應(yīng)力減少，并且冷噴涂層層間應(yīng)力較低，且主要是壓應(yīng)力，有利于沉積較厚的涂層。目前海洋中航行的船舶的水下船體及構(gòu)件海洋生物污損十分嚴(yán)重，采用傳統(tǒng)的方法達(dá)不到防污處理的目的，而且傳統(tǒng)的方法防污期效短，使用超音速火焰噴涂，制備的過渡層和絕緣層，與基體有較強(qiáng)的結(jié)合力，結(jié)合強(qiáng)度大于35MPa，而采用冷噴涂技術(shù)時(shí)紫銅不被氧化，能確保紫銅的防污效果，將熱噴涂技術(shù)和冷噴涂技術(shù)合理利用，可以克服傳統(tǒng)方法的不足，取得顯著的效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種防止海洋生物污損的復(fù)合涂層及其噴涂方法，該方法采用超音速火焰噴涂技術(shù)和冷噴涂技術(shù)對(duì)原有構(gòu)件的結(jié)構(gòu)進(jìn)行表面處理，達(dá)到良好海洋生物防污效果。
為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明所采用的的技術(shù)方案是
一種防止海洋生物污損的復(fù)合涂層，該復(fù)合涂層由過渡層80 IOOym的鎳鉻層、 180 250 μ m的氧化鋁和氧化鈦復(fù)合絕緣涂層和800 1000 μ m的紫銅防污涂層組成，涂層總厚度為1000 1500 μ m。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種上述復(fù)合涂層的噴涂方法，其技術(shù)方案是 一種防止海洋生物污損的復(fù)合涂層的噴涂方法，包括如下步驟
(1)金屬基材表面預(yù)處理采用磨料噴砂，除去構(gòu)件表面氧化層和其它雜物，達(dá)到 &ι2. 5級(jí)以上；
(2)超音速火焰噴涂采用超音速火焰噴涂方法，在經(jīng)過噴砂處理的金屬基體上噴涂鎳鉻(Ni-Cr)過渡層，噴涂厚度為80 100 μ m，然后在過渡層上噴涂氧化鋁和氧化鈦復(fù)合絕緣涂層，噴涂厚度為180 250 μ m ；
(3)冷噴涂采用冷噴涂方法，在絕緣涂層的表面上噴涂防污涂層紫銅粉末，厚度為 800 1000 μ m0本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的有益效果是
(1)使用超音速火焰噴涂，制備的過渡層和絕緣層，與基體有較強(qiáng)的結(jié)合力，結(jié)合強(qiáng)度大于35MPa。(2)采用冷噴涂技術(shù)時(shí)紫銅不被氧化，能確保紫銅的防污效果。(3)設(shè)計(jì)的過渡層、絕緣層和防污功能層的復(fù)合涂層，可使防污功能涂層盧金屬基體間電絕緣，充分發(fā)揮防污效果。(4)應(yīng)用范圍可用于船舶水下結(jié)構(gòu)的防污，如船體、海底格柵、螺旋槳等。
具體實(shí)施例方式下面通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明，這些實(shí)施例僅用來說明本發(fā)明，并不限制本發(fā)明的范圍。實(shí)施例1海底格柵的防污
一種防止海洋生物污損的復(fù)合涂層及其噴涂方法，包括如下步驟
(1)金屬基材表面預(yù)處理采用磨料噴砂，除去海底格柵表面氧化層和其它雜物，達(dá)到 Sa2. 5級(jí)以上；
(2)超音速火焰噴涂采用超音速火焰噴涂方法，在經(jīng)過噴砂處理的金屬基體上噴涂鎳鉻(Ni-Cr)過渡層，噴涂厚度為80 μ m，然后在過渡層上噴涂氧化鋁和氧化鈦復(fù)合絕緣涂層，噴涂厚度為250μπι;
(3)冷噴涂采用冷噴涂方法，在絕緣涂層的表面上噴涂紫銅粉末，厚度為
800 μ HIo實(shí)施例2螺旋槳的防污
一種防止海洋生物污損的復(fù)合涂層的噴涂方法，包括如下步驟
(1)金屬基材表面預(yù)處理采用磨料(如銅礦砂)噴砂，除去螺旋槳表面氧化層和其它雜物，達(dá)到&ι2. 5級(jí)以上；
(2)超音速火焰噴涂采用超音速火焰噴涂方法，在經(jīng)過噴砂處理的金屬基體上噴涂鎳鉻(Ni-Cr)過渡層，噴涂厚度為100 μ m，然后在過渡層上噴涂氧化鋁和氧化鈦復(fù)合絕緣涂層，噴涂厚度為180μπι;
(3)冷噴涂采用冷噴涂方法，在絕緣涂層的表面上噴涂防污涂層純紫銅粉末，厚度為 1000 μ HIo 實(shí)施例3水下船體防污
一種防止海洋生物污損的復(fù)合涂層的噴涂方法，包括如下步驟
(1)金屬基材表面預(yù)處理采用磨料噴砂，除去水下船體鋼板表面氧化層和其它雜物， 達(dá)到&12. 5級(jí)以上；
(2)超音速火焰噴涂采用超音速火焰噴涂方法，在經(jīng)過噴砂處理的金屬基體上噴涂鎳鉻M-Cr過渡層，噴涂厚度為90 μ m，然后在過渡層上噴涂氧化鋁和氧化鈦復(fù)合絕緣涂層， 噴涂厚度為200μπι;
(3)冷噴涂采用冷噴涂方法，在絕緣涂層的表面上噴涂防污涂層純紫銅粉末，厚度為900 μ m。
權(quán)利要求
1.一種防止海洋生物污損的復(fù)合涂層，其特征在于該復(fù)合涂層由80 ΙΟΟμπι的鎳一鉻Ni-Cr過渡層、180 250 μ m的氧化鋁和氧化鈦復(fù)合絕緣涂層和800 1000 μ m的紫銅防污涂層組成，涂層總厚度為1000 1500 μ m。
2.一種防止海洋生物污損的復(fù)合涂層的噴涂方法，其特征在于包括如下步驟(1)金屬基材表面預(yù)處理采用磨料噴砂，除去構(gòu)件表面氧化層和其它雜物，達(dá)到 &ι2. 5級(jí)以上；(2)超音速火焰噴涂采用超音速火焰噴涂方法，在經(jīng)過噴砂處理的金屬基體上噴涂鎳鉻M-Cr過渡層，噴涂厚度為80 100 μ m，然后在過渡層上噴涂氧化鋁和氧化鈦復(fù)合絕緣涂層，噴涂厚度為180 250 μ m ；(3)冷噴涂采用冷噴涂方法，在絕緣涂層的表面上噴涂防污涂層紫銅粉末，厚度為 800 1000 μ m0
全文摘要
本發(fā)明涉及一種防止海洋生物污損的復(fù)合涂層及其噴涂方法，采用超音速火焰噴涂和冷噴涂技術(shù)，在金屬基體上制備過渡層、絕緣涂層和防污涂層，達(dá)到防腐防污的目的；該噴涂方法主要包括以下步驟(1)金屬基體表面預(yù)處理；(2)超音速火焰噴涂；(3)冷噴涂。本方法在金屬基體表面上制備絕緣陶瓷涂層和純銅涂層，將二者的防腐性能和防污性能有機(jī)結(jié)合起來形成高性能的復(fù)合涂層；該方法使用超音速火焰噴涂，制備的過渡層和絕緣層，與基體有較強(qiáng)的結(jié)合力，采用冷噴涂技術(shù)時(shí)紫銅不被氧化，能確保紫銅的防污效果，設(shè)計(jì)的過渡層、絕緣層和防污功能層的復(fù)合涂層，可使防污功能涂層與金屬基體間電絕緣，充分發(fā)揮防污效果。
文檔編號(hào)C23C28/00GK102191500SQ20111008658
公開日2011年9月21日 申請(qǐng)日期2011年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月7日
發(fā)明者周建奇 申請(qǐng)人:周建奇