耐腐蝕性熱噴涂涂層、其形成方法及其形成用熱噴涂裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種在鹽水環(huán)境等下發(fā)揮高于現(xiàn)有技術(shù)的防腐蝕性能的耐腐蝕性涂層及其形成方法、形成裝置。在本發(fā)明中，a)使用熱噴涂槍，所述熱噴涂槍朝向基材噴射包含熔融的材料粒子的火焰，并且具有在該噴射路徑的上游側(cè)(即使得材料粒子熔融的)區(qū)域?qū)⒒鹧婧屯饨鐨怏w隔開的功能，同時(shí)，具有在下游側(cè)區(qū)域(與所述上游側(cè)區(qū)域接續(xù)的部分)在所述材料粒子以及火焰達(dá)到基材之前利用噴流氣體或者噴流霧進(jìn)行強(qiáng)制冷卻的功能，b)通過將含有鋁的耐腐蝕性合金材料作為所述材料粒子，在基材表面上形成耐腐蝕性合金涂層。
【專利說明】
耐腐蝕性熱噴涂涂層、其形成方法及其形成用熱噴涂裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及覆蓋構(gòu)造物等的表面的熱噴涂涂層和其形成方法、形成裝置，特別地， 用于提供一種對(duì)于海水或鹽分等的耐腐蝕性優(yōu)異的熱噴涂涂層。
【背景技術(shù)】
[0002] 已知構(gòu)筑在海洋氣象區(qū)域的鋼構(gòu)造物由于海水或海鹽粒子的腐蝕而產(chǎn)生顯著損 耗。因此，設(shè)法在運(yùn)些鋼構(gòu)造物上實(shí)施一些防腐蝕表面處理來抑制腐蝕。作為代表性的方 法，有涂裝處理、熱浸鍛鋒處理、熱浸鍛侶處理。
[0003] 在其它的方法中，也有通過熱噴涂法來形成示出電氣化學(xué)性低的電位的鋒或侶或 者其合金類的熱噴涂涂層的方法。但是，利用對(duì)鋼構(gòu)造物實(shí)施的鋒或侶等金屬熱噴涂涂層 的現(xiàn)有的防腐蝕技術(shù)，雖然起到了某種程度的防腐蝕作用，但由于是通過犧牲陽極作用來 保護(hù)鋼構(gòu)造物，因此需要定期進(jìn)行再次熱噴涂(參照下述的專利文獻(xiàn)1、2)。
[0004] 因此，近年來大多熱噴涂與鋒或侶相比能夠賦予鹽水環(huán)境中的良好的特性的耐腐 蝕性合金，例如侶-儀合金。
[0005] 但是，在熱噴涂涂層的情況下，由于為多孔質(zhì)，因此，存在容易受鹽害的影響，并且 鋼構(gòu)造物的腐蝕損耗速度大的問題。進(jìn)一步，在一般的熱噴涂涂層中，就熱噴涂材料而言， 其微粒子在熱噴涂氣流中飛行時(shí)被扁平化，從而呈層疊在基材上的構(gòu)造，同時(shí)，每一個(gè)微粒 子在被加熱、烙融時(shí)被熱噴涂氣氛中的空氣氧化，因此，成為在其表面必然生成氧化膜，并 且由于該氧化膜的存在而生成微小的空隙的原因，該空隙成為海水等水溶液的內(nèi)部進(jìn)入路 徑。
[0006] 基于運(yùn)樣的原因，先前W來，即使是利用侶-儀熱噴涂的防腐蝕方法，在海岸部運(yùn) 樣的嚴(yán)酷的鹽水環(huán)境的場(chǎng)所，涂層的耐用年數(shù)也不過是數(shù)十年左右?？紤]到今后伴隨日本 的人口減少而進(jìn)行的城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，強(qiáng)烈希望保持更久，例如百年左右。
[0007] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn) [000引專利文獻(xiàn)
[0009] 專利文獻(xiàn)1:日本特開2001-247953號(hào)公報(bào)
[0010] 專利文獻(xiàn)2:日本特開平10-1766號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] (發(fā)明要解決的技術(shù)問題）
[0012] 在使用普通的火焰式熱噴涂槍熱噴涂侶-儀的情況下，由于冷卻速度不充分，因 此，所形成的涂層中的侶-儀組織的結(jié)晶粒徑大至數(shù)十皿，容易W結(jié)晶晶界為基點(diǎn)擴(kuò)大腐 蝕。另外，在使用普通的火焰式熱噴涂槍進(jìn)行熱噴涂的情況下，由于儀在火焰中易于被氧 化，因此，存在侶-儀熱噴涂涂層中的儀濃度下降，不能發(fā)揮規(guī)定的防腐蝕性的情況。也存在 儀濃度的減小使侶-儀合金涂層的強(qiáng)度降低，從而使耐損傷性惡化的情況。由于侶熱噴涂涂 層與鋒相比犧牲防腐蝕作用較遜色，因此在熱噴涂時(shí)產(chǎn)生微小的裂紋，因此，有在早期產(chǎn)生 部分紅誘而有損外觀w及性能的缺點(diǎn)。另外，使用普通的火焰式熱噴涂槍進(jìn)行熱噴涂時(shí)的 氧化所形成的儀氧化物或者侶氧化物使防腐蝕性降低。
[0013] 本發(fā)明為了解決上述的問題而完成，其提供一種在鹽水環(huán)境等中發(fā)揮高于現(xiàn)有技 術(shù)的防腐蝕性能的耐腐蝕性涂層及其形成方法、形成裝置。
[0014] (解決技術(shù)問題的技術(shù)方案）
[0015] 本發(fā)明的耐腐蝕性熱噴涂涂層的形成方法，其特征在于，
[0016] 使用熱噴涂槍，所述熱噴涂槍朝向基材噴射包含烙融的材料粒子的火焰，并且具 有在該噴射路徑的上游側(cè)區(qū)域（即使得材料粒子烙融的區(qū)域)將火焰和外界氣體隔開的功 能，同時(shí)，具有在下游側(cè)區(qū)域(與所述上游側(cè)區(qū)域接續(xù)的前方的部分)在上述材料粒子W及 火焰達(dá)到基材之前利用噴流氣體或者噴流霧進(jìn)行強(qiáng)制冷卻的功能，
[0017] 通過將含有侶的耐腐蝕性合金(和同等的成分比率的)材料作為上述材料粒子，由 此在基材表面上形成耐腐蝕性合金涂層。
[0018] 也存在如下情況:可W根據(jù)基材或者材料的種類等在通過上述熱噴涂槍開始熱噴 涂之前對(duì)基材進(jìn)行預(yù)熱。
[0019] 根據(jù)上述的形成方法，能夠在基材表面上形成防腐蝕性能優(yōu)異的熱噴涂涂層，從 而能夠充分地保護(hù)基材。原因在于，
[0020] a)在朝向基材噴射包括烙融的材料粒子的火焰的噴射路徑的上游側(cè)區(qū)域、即使得 材料粒子烙融的區(qū)域，由于將火焰和外界氣體隔開，因此，烙融的上述材料粒子難W氧化， 因此，熱噴涂涂層的防腐蝕性不會(huì)降低，并且也不會(huì)出現(xiàn)裂紋或者在早期產(chǎn)生局部紅誘。隨 之，能夠減少熱噴涂涂層特有的氣孔(空孔），并且能夠有效地阻止成為腐蝕介質(zhì)的海水等 進(jìn)入內(nèi)部。
[0021] b)在下游側(cè)區(qū)域，在上述材料粒子W及火焰達(dá)到基材之前，通過噴流氣體或者噴 流霧強(qiáng)制冷卻上述材料粒子W及火焰，由此，能夠W每秒1〇〇萬°(：左右或者更高的極高速度 對(duì)材料粒子進(jìn)行冷卻。因此，能夠使含有侶的耐腐蝕性合金為顯微組織(結(jié)晶粒徑為lOwiiW 下的組織），并且能夠賦予該耐腐蝕性合金涂層W極高的耐腐蝕性。
[0022] 此外，W含有侶的材料為素材的理由在于，侶與鋼相比為賤金屬并且能夠期待優(yōu) 異的防腐蝕性、侶為自然存在并且無害的材料、并且侶與鋼相比輕量。
[0023] 也可W通過上述方法在由侶或者侶合金制成的基材的表面上形成耐腐蝕性熱噴 涂涂層。
[0024] 上述的耐腐蝕性熱噴涂涂層的形成方法能夠應(yīng)用于橋梁或者W塔槽等鋼構(gòu)造物 為基材的表面，也能夠使用于由侶或者侶合金等制成的基材的表面。原因在于，如上所述， 通過噴流氣體或者噴流霧從材料粒子W及火焰到達(dá)基材之前開始對(duì)于材料粒子W及火焰 進(jìn)行冷卻，由此，成為熱噴涂對(duì)象的基材的表面溫度不會(huì)上升至基材烙融的程度。運(yùn)樣，通 過在侶或者侶合金制的基材表面形成上述涂層，能夠適當(dāng)?shù)馗采w并保護(hù)侶或者侶合金制的 基材。
[0025] 在將火焰和外界氣體隔開的上述上游側(cè)區(qū)域，也可W使供應(yīng)至火焰的氧氣的量比 完全燃燒所需要的氧氣量少。
[0026] 運(yùn)樣的話，進(jìn)一步有效地防止了烙融的上述材料粒子的氧化，并且能夠更加提高 熱噴涂涂層的防腐蝕性能。
[0027] 作為上述的耐腐蝕性合金材料，優(yōu)選使用W下的任意一種：
[0028] 含有0.3~15質(zhì)量％的儀，并且剩余部分由侶構(gòu)成的材料；
[0029] 含有儀、娃、儘、鐵、銅W及侶的材料。
[0030] 如果使用含有侶的同時(shí)也含有儀的素材的話，由于能夠提高表面硬度，而且儀與 普通使用的鋒相比為賤金屬，因此，由于W鋼為基材時(shí)的鋼的電位差而犧牲防腐蝕效果大， 因此，由于含有儀而能夠得到所謂的能夠生成細(xì)密的保護(hù)涂層的效果。
[0031] 此外，根據(jù)本發(fā)明的形成方法和形成裝置(后述），能夠熱噴涂不含有侶的上述W 外的材料，由此，能夠在基材上形成具有顯微組織并且耐腐蝕性能等優(yōu)異的各種金屬涂層。
[0032] 含有侶的上述的耐腐蝕性合金材料可粉末(按照元素分類的混合物或者合金 粉末)或者線條(作為合金而一體形成)的狀態(tài)供應(yīng)至上述熱噴涂槍。
[0033] 特別地，如果W線條的狀態(tài)供應(yīng)的話，在涂層的原料成本方面和現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)方面是 有利的，除此之外，在材料的處理容易運(yùn)一點(diǎn)上也是有利的。
[0034] 本發(fā)明的耐腐蝕性熱噴涂涂層的形成裝置，為用于在基材表面上形成含有侶的耐 腐蝕性合金涂層的熱噴涂裝置，
[0035] 其特征在于包括熱噴涂槍，上述熱噴涂槍朝向基材噴射包含烙融的材料粒子的火 焰，并且具有在該噴射路徑的上游側(cè)區(qū)域?qū)⒒鹧婧屯饨鐨怏w隔開的功能，同時(shí)，具有在下游 側(cè)區(qū)域在上述材料粒子W及火焰達(dá)到基材之前利用噴流氣體或者噴流霧進(jìn)行強(qiáng)制冷卻的 功能。
[0036] 根據(jù)運(yùn)樣的形成裝置，能夠?qū)嵤┥鲜龅哪透g性熱噴涂涂層的形成方法，抑制材 料粒子的氧化，同時(shí)，能夠在基材表面上形成結(jié)晶粒徑小、氣孔少并且防腐蝕性能高的含有 侶的耐腐蝕性熱噴涂涂層。
[0037] 關(guān)于上述的形成裝置，進(jìn)一步優(yōu)選具有W下的任意一種(或者全部)的特征。即：
[0038] 耐腐蝕性合金材料W粉末或者線條狀態(tài)被供應(yīng)(特別地，在W線條的狀態(tài)下被供 應(yīng)的話，則在成本等方面是有利的）；
[0039] 上述的噴流氣體或者噴流霧W呈逐漸變細(xì)的筒形面狀的流動(dòng)的方式被供應(yīng)（由 此，在火焰的噴射路徑的下游側(cè)區(qū)域，一并發(fā)揮冷卻功能和將火焰和外界氣體隔開的功 能)；
[0040] 噴流氣體或者噴流霧形成為與噴射的火焰同屯、圓狀的噴流，W在僅距離火焰噴射 口相當(dāng)于火焰的寬度或者直徑的3~7倍的前方的火焰中屯、線上的位置相交的方式傾斜地 被供應(yīng)(運(yùn)樣的話，噴流氣體或者噴流霧與火焰強(qiáng)力接觸，并且提高火焰的冷卻速度的同時(shí) 能夠使結(jié)晶粒子細(xì)微化）；
[0041] 在上游側(cè)區(qū)域供應(yīng)至火焰的氧氣的量比完全燃燒所需要的氧氣量少(運(yùn)樣的話， 特別有效地防止了烙融的材料粒子的氧化）；
[0042] 通過噴流氣體或者噴流霧W每秒100萬上的速度對(duì)烙融的上述材料的粒子進(jìn) 行冷卻（由此，結(jié)晶粒徑變得特別微?。?br>[0043] 本發(fā)明的耐腐蝕性合金熱噴涂涂層為通過熱噴涂而形成的涂層，其特征在于，含 有侶，形成在氣孔率為1%W下的同時(shí)，結(jié)晶粒徑為10皿W下的顯微組織(優(yōu)選的是，一部分 中含有結(jié)晶粒徑為亞微細(xì)粒即所謂的納米組織）。
[0044] 運(yùn)樣的耐腐蝕性合金熱噴涂涂層，基于W下上述的理由而作為防腐蝕有利的涂層 產(chǎn)生作用。
[0045] a)侶與鋼相比為賤金屬，因此發(fā)揮優(yōu)異的防腐蝕性。侶為自然存在并且無害的材 料，并且侶與鋼相比輕量，從運(yùn)一點(diǎn)來說也是優(yōu)選的。
[0046] b)氣孔率為1%W下，并且熱噴涂涂層特有的氣孔極少，因此，有效地防止了成為 腐蝕介質(zhì)的海水等進(jìn)入內(nèi)部。
[0047] C)由于形成結(jié)晶粒徑為lOMiW下的顯微組織，因此，與使用普通的火焰式熱噴涂 槍熱噴涂侶合金而形成的現(xiàn)有的涂層不同，難W發(fā)生W結(jié)晶晶界為基點(diǎn)而擴(kuò)大腐蝕的現(xiàn) 象。
[0048] 關(guān)于上述的耐腐蝕性熱噴涂涂層，優(yōu)選的是W下的熱噴涂涂層。即：
[0049] 含有0.3~15質(zhì)量％的儀，剩余部分由侶構(gòu)成；
[00加]含有儀、娃、儘、鐵、銅W及侶；
[0051 ]含有儀的同時(shí)，儀W及侶的氧化物的合計(jì)含有量為0.2質(zhì)量％ W下；
[0052] 涂層表面被娃或者環(huán)氧樹脂覆蓋并且被封孔。
[0053] 特別地，如上所述，如果儀W及侶的氧化物的合計(jì)含量為0.2質(zhì)量％ W下的話，貝U 難W發(fā)現(xiàn)該氧化物導(dǎo)致的防腐蝕性能的降低，除此之外，涂層的強(qiáng)度也沒有降低，因此，從 耐損傷性高運(yùn)一點(diǎn)來說也是有利的。
[0054] 另外，如果涂層表面通過被娃或者環(huán)氧樹脂覆蓋而被封孔的話，則即使稍微存在 氣孔，但由于其被密封，因此也防止了海水等的進(jìn)入，防腐蝕性能不會(huì)降低。
[0055] 也可W使用前述的形成方法在基材表面上熱噴涂如上所述的耐腐蝕性合金涂層。
[0056] (發(fā)明的效果）
[0057] 本發(fā)明的耐腐蝕性熱噴涂涂層的形成方法或者形成裝置能夠在基材表面上形成 防腐蝕性能優(yōu)異的熱噴涂涂層。并且，本發(fā)明的耐腐蝕性合金熱噴涂涂層在例如鹽水環(huán)境 等下也能夠發(fā)揮高于現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)異的防腐蝕性能。
【附圖說明】
[0058] 圖1是示出烙線式涂層形成裝置1的側(cè)視圖。
[0059] 圖2是示出烙線式涂層形成裝置1的前端噴嘴附近的組裝放大圖。
[0060] 圖3是復(fù)合循環(huán)試驗(yàn)的結(jié)果。
[0061 ]圖4是極化測(cè)定試驗(yàn)的結(jié)果。
[0062] 圖5是在鐵基材上熱噴涂了侶-儀的樣品的沈M截面圖。
[0063] 圖6是孔隙率試劑試驗(yàn)結(jié)果。
[0064] 圖7是邸SP解析圖。
[0065] 圖8是在侶基材上熱噴涂了侶-儀的樣品的金屬顯微鏡截面圖。
[0066] 圖9是示出粉末式涂層形成裝置2的側(cè)視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0067] W下，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。在鋼構(gòu)造物或鋼板等的表面，使用W侶-儀為主體 的材料，使用特殊熱噴涂槍即涂層形成裝置進(jìn)行熱噴涂，由此形成耐腐蝕性合金熱噴涂涂 層。
[0068] 圖IW及圖2中示出所使用的烙線式涂層形成裝置1。
[0069] 圖示的烙線式涂層形成裝置1為如下裝置:在W線條狀態(tài)供應(yīng)用于形成涂層的材 料的火焰式熱噴涂槍10的前端部，安裝由前端噴嘴內(nèi)筒體15和前端噴嘴外筒體16構(gòu)成的雙 重噴嘴作為外部冷卻用的裝置，由此，放出用于對(duì)火焰等進(jìn)行外部冷卻的噴流氣體(或者 霧)。
[0070] 烙線式火焰熱噴涂槍10雖然省略了圖示，但是連接有通過氣體式滿輪機(jī)(例如使 用氮?dú)獾臐M輪機(jī))供應(yīng)熱噴涂的材料線條的材料線條供應(yīng)管11、成為燃料的乙烘供應(yīng)管12a 和氧氣供應(yīng)管12b、W及內(nèi)部冷卻氣體(例如氮?dú)猓┑墓?yīng)管13。在烙線式火焰熱噴涂槍10的 前端存在氣罩14,由此，如圖2所示噴射火焰17和烙融材料（烙融上述材料線條得到的物 質(zhì)）。上述的內(nèi)部冷卻氣體從接觸氣罩14的內(nèi)側(cè)的位置噴出，從而進(jìn)行氣罩14的冷卻和火焰 17的溫度調(diào)節(jié)。在烙線式火焰熱噴涂槍10上，在其前端附近，將氣罩14例如螺合固定于前端 噴嘴內(nèi)筒體15,前端噴嘴外筒體16經(jīng)由運(yùn)樣構(gòu)成的前端噴嘴內(nèi)筒體15安裝于烙線式火焰熱 噴涂槍10。
[0071] 向前端噴嘴內(nèi)筒體15和前端噴嘴外筒體16之間的圓錐面狀的間隙供應(yīng)用于外部 冷卻的噴流氣體(或者噴流霧），將該噴流氣體從前端的環(huán)狀的噴流口向火焰17的前方中屯、 線上噴出。從運(yùn)一點(diǎn)來看，包括前端噴嘴外筒體16等的涂層形成裝置1呈現(xiàn)下述的特征性的 功能:a) W線條狀態(tài)供應(yīng)耐腐蝕性合金材料;b)從前端噴嘴的外周部朝向前方(下游側(cè)）中 央部，W形成逐漸變細(xì)的筒形面狀的流動(dòng)的方式，供應(yīng)對(duì)烙融的上述材料粒子和火焰進(jìn)行 冷卻的上述噴流氣體或者噴流霧;C)將噴流氣體或者噴流霧與噴射的火焰同屯、圓狀(在橫 截面中，在火焰的外側(cè)與火焰呈同屯、圓的形狀)地噴流，并且W在相距火焰噴射口相當(dāng)于火 焰的直徑在3~7倍距離的中屯、線上相交的方式傾斜地供應(yīng)。
[0072] 如上所述，圖1中所示的前端噴嘴外筒體16,通過噴出噴流氣體(例如氮?dú)?或者噴 流霧(例如水霧），在烙線式火焰熱噴涂槍10所噴射的火焰17(參照?qǐng)D2)的前半部分，即在使 材料線條烙融的烙融區(qū)域能夠?qū)⒒鹧?7和外界氣體隔開。在該例中，形成為不誘鋼制的雙 重噴嘴，如上所述，將前端噴嘴內(nèi)筒體15和前端噴嘴外筒體16同屯、配置，并且在兩者之間設(shè) 置間隙，將該間隙作為噴流氣體或者噴流霧的流路，同時(shí)作為該氣體等的噴流口。由于在雙 重噴嘴(前端噴嘴內(nèi)筒體15和前端噴嘴外筒體16)之間流動(dòng)冷卻氣體，因此，抑制了前端噴 嘴內(nèi)筒體15等的溫度上升。雙重噴嘴(前端噴嘴內(nèi)筒體15和前端噴嘴外筒體16)的間隙朝向 火焰17的中屯、線而設(shè)置，噴流氣體或者噴流霧積極地朝向火焰17的中屯、進(jìn)行噴流。噴流氣 體或者噴流霧和火焰17的中屯、線的交點(diǎn)位于相距火焰17的噴射口相當(dāng)于火焰17的直徑的3 ~7倍距離的前方，因此，噴流氣體或者噴流霧具有使經(jīng)充分烙融的材料在火焰17的前端部 分急速冷卻并且使其組織微細(xì)化的作用。
[0073] 當(dāng)使用圖1的烙線式涂層形成裝置1時(shí)，如圖2的右方所示，能夠在基材19的表面形 成熱噴涂涂層18。從烙線式火焰熱噴涂槍10的氣罩14噴射的火焰17被從前端噴嘴外筒體16 (上述的噴流口）噴流的噴流氣體或者噴流霧包圍而到達(dá)基材19,因此，熱噴涂涂層18中滲 雜的氧化物的量較少。另外，由于如上所述進(jìn)行急速冷卻，因此，熱噴涂涂層18的結(jié)晶粒徑 是微小的。
[0074] 也可W代替圖1、圖2中所示的涂層形成裝置1而使用圖9中所示的涂層形成裝置2。 涂層形成裝置2為如下裝置:在粉體式火焰熱噴涂槍20的前部安裝有可W稱為外部冷卻裝 置的筒狀體21等。熱噴涂槍20的主體的圖示雖然省略了，但是，連接有將熱噴涂的材料粉末 與搬送氣體(例如氮?dú)?一起進(jìn)行供應(yīng)的管、成為燃料的乙烘W及氧氣的各供應(yīng)管、W及內(nèi) 部冷卻氣體(例如氮?dú)猓┑墓?yīng)管。從熱噴涂槍20噴射火焰和烙融材料(上述粉末經(jīng)烙融得 到的物質(zhì)）。
[0075] 筒狀體21為如下部件:在熱噴涂槍20所噴射的火焰的前半部分，即在使材料粉末 烙融的烙融區(qū)域?qū)⒒鹧婧屯饨鐨怏w隔開，同時(shí)，用于從前端部向火焰的后半部(前方)噴出 噴流霧或者噴流氣體。在該例中，作為筒狀體21使用不誘鋼制的雙重圓管，并且將外管22和 內(nèi)管23同屯、配置，并且在兩者之間設(shè)置間隙。向該間隙供應(yīng)用于對(duì)火焰和烙融材料進(jìn)行外 部冷卻的噴流霧或者噴流氣體，并且使其從前端部24噴出。關(guān)于運(yùn)一點(diǎn)，如果從在外管22上 開設(shè)的微小孔22a滴下水的話，則通過氮?dú)獾膰娚淦餍Ч纬蓢娏黛F，噴流霧在外管22和 內(nèi)管23的空隙內(nèi)流動(dòng)，并從前端部24噴射。
[0076] 無論是使用圖1、圖2中所示的涂層形成裝置1還是圖9的涂層形成裝置2,都可W在 鋼構(gòu)造物的表面形成耐腐蝕性優(yōu)異的良好的侶-儀涂層。
[0077] 另外，不僅是鋼構(gòu)造物，對(duì)于由侶或者侶合金等制成的基材的表面，也可W同樣地 形成良好的涂層。其原因在于，使用形成裝置1或者2時(shí)，由于通過噴流氣體或者噴流霧來冷 卻烙融材料W及火焰，因此，對(duì)基材的熱影響較小。
[007引實(shí)施例
[0079] 通過如下的步驟進(jìn)行利用熱噴涂的涂層形成。
[0080] 首先，對(duì)于鋼板(基材），利用侶砂或者鋼砂對(duì)表面進(jìn)行噴砂處理。接著，通過涂層 形成裝置1(烙線式)或者2(粉末式）向基材表面熱噴涂侶-儀材料。也就是說，調(diào)整作為燃燒 氣體的乙烘和氧氣的比，從而在還原性氣氛下烙融侶-儀材料，并且使噴流氣體或者噴流霧 沿著雙重噴嘴流動(dòng)，由此，將烙融的材料和外界氣體隔開，伴隨每秒1〇〇萬°(：左右W上的冷 卻速度，在鋼板(基材)上形成熱噴涂涂層。
[0081] 此外，在無特別追加的情況下，作為本發(fā)明，在實(shí)施例1至3的條件下進(jìn)行熱噴涂， 作為現(xiàn)有技術(shù)，在比較例1、2的條件下進(jìn)行熱噴涂。表1中示出各條件。
[0082] [表1]
[0083]
[0084] 對(duì)于通過上述形成于鋼板(基材）的表面的侶-儀涂層，如下所述進(jìn)行試驗(yàn)W調(diào)查 其性質(zhì)。
[0085] 1)復(fù)合循環(huán)試驗(yàn)
[0086] 就平板耐腐蝕性的評(píng)價(jià)而言，對(duì)于設(shè)置有熱噴涂涂層的鋼板，進(jìn)行反復(fù)給予由W JAS0 M 609,610為基準(zhǔn)的鹽水噴霧巧％氯化鋼水溶液/35°(：/濕度100%/兩個(gè)小時(shí))^干燥 (65°C/濕度25%/四個(gè)小時(shí)）叫顯潤(rùn)（高溫）（50°C/濕度98%/兩個(gè)小時(shí)）構(gòu)成的循環(huán)的腐蝕 促進(jìn)試驗(yàn)，并且對(duì)實(shí)施例1和比較例1進(jìn)行了評(píng)價(jià)。在本試驗(yàn)中，試驗(yàn)片中的熱噴涂涂層的膜 厚為150~200WI1。此外，在設(shè)置有熱噴涂涂層的鋼板上，用刀具形成達(dá)到鋼質(zhì)地的傷痕，之 后進(jìn)行上述的試驗(yàn)。圖3中示出試驗(yàn)后的涂層的圖片。比較例1中的白誘為侶或者儀的氧化 物，暗示涂層在早期就產(chǎn)生了劣化，在實(shí)施例1中，即使經(jīng)過1000小時(shí)（125循環(huán))之后也不會(huì) 產(chǎn)生紅誘或者白誘，情況良好。
[0087] 2) CASS試驗(yàn)(銅加速醋酸鹽霧試驗(yàn)）
[0088] 在空氣飽和器溫度63°C、試驗(yàn)槽溫度50°C、噴霧量2.0mL/80cmVh、壓縮空氣壓力 0.098MPa的條件下，對(duì)氯化鋼40g/L、氯化銅0.205g/L抑3.0的試驗(yàn)液進(jìn)行四十八小時(shí)的W JIS H 8502為基準(zhǔn)的噴霧試驗(yàn)。對(duì)實(shí)施例1和比較例1進(jìn)行了評(píng)價(jià)。在本試驗(yàn)中，試驗(yàn)片的膜 厚為250~300WI1。試驗(yàn)之后的試驗(yàn)片的變色、污點(diǎn)、腐蝕、表面的劣化、剝離等、表面狀態(tài)的 變化和重量變化如下述的表2所示。通過侶的烙解反應(yīng)能夠得到氨氧化侶的腐蝕生成物，并 且凝膠狀氨氧化侶流下，因此，重量減少。
[0089] [表 2] 「monl
[0091] 3)元素分析實(shí)驗(yàn)
[0092] 表3中示出通過ICP發(fā)光分光分析法W及惰性氣體烙融法得到的分析結(jié)果。由表3 可知，在實(shí)施例1和比較例1中熱噴涂材料的氧氣的比例無差別，但是，在熱噴涂涂層中，實(shí) 施例1中氧氣的含有量為0.2質(zhì)量％ ^下，比較例1中為0.2質(zhì)量％ ^上。由此，可W說實(shí)施例 1與比較例1相比能夠防止侶和儀的氧化。
[0093] [表 3]
[0094] (質(zhì)量 ％)
[0095]
[0096] ※測(cè)定界限值W下
[0097] 4)電氣化學(xué)測(cè)定試驗(yàn)
[0098] 對(duì)于實(shí)施例1和比較例1的各涂層進(jìn)行極化測(cè)定，圖4中示出結(jié)果。實(shí)施例1的自然 電位為A 1.161V，比較例1的自然電位為A 1.277V。侶-儀涂層比鋼賤并能實(shí)現(xiàn)犧牲防腐蝕 功能。此外，鋼的自然電位為A0.4V至A0.6V。實(shí)施例1比比較例1貴，另外，與比較例1相比 抑制了防腐蝕電流，因此壓制了侶-儀熱噴涂涂層中的氧的擴(kuò)散，并且能夠期待在鹽水中的 防腐蝕壽命的提局。
[0099] 5)SEM 圖像
[0100] 對(duì)于實(shí)施例1~3、比較例1進(jìn)行沈M觀察，并且在圖5中示出沈M圖像。能夠確認(rèn)實(shí)施 例1~3中的氣孔率為1%W下，并且與比較例1比較，氣孔和裂紋比較少。
[0101] 此外，根據(jù)JIS K 8617,向亞鐵氯化鐘=水合物lOg、亞鐵氯化鐘lOg、氯化鋼60g中 加入純水，調(diào)劑1000ml，并且在實(shí)施例1中進(jìn)行孔隙率試劑試驗(yàn)。如果存在到達(dá)基材的缺陷 的話，則能夠觀察到藍(lán)色的斑點(diǎn)，但是實(shí)施例1中沒有斑點(diǎn)。圖6中示出實(shí)施例1的孔隙率試 劑試驗(yàn)結(jié)果。
[0102] 6)邸SP 解析
[0103] 對(duì)實(shí)施例1和比較例2的涂層進(jìn)行EBSP解析（電子背散射衍射花樣），圖7中示出結(jié) 果。能夠確認(rèn)實(shí)施例1的涂層的結(jié)晶粒徑為lOwnW下，與比較例2比較粒徑非常細(xì)。
[0104] 在使用圖1、圖2或者圖9的涂層形成裝置1、2進(jìn)行熱噴涂的情況下，烙融的材料W 及火焰通過利用噴流氣體或者噴流霧進(jìn)行的外部冷卻而被急速冷卻，因此，對(duì)基材的熱影 響小，即使是烙點(diǎn)低的基材(侶或者侶合金等)也無不妥。
[0105] 因此，使用與實(shí)施例1相同的條件的同時(shí)使基材為侶，并且在該基材的表面形成熱 噴涂涂層。圖8中示出該金屬顯微鏡截面圖。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種耐腐蝕性合金熱噴涂涂層，其特征在于， 含有鋁，并且形成在氣孔率為1%以下的同時(shí)結(jié)晶粒徑為ΙΟμπι以下的顯微組織。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐腐蝕性合金熱噴涂涂層，其特征在于， 含有0.3~15質(zhì)量％的鎂，剩余部分由鋁構(gòu)成。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的耐腐蝕性合金熱噴涂涂層，其特征在于， 含有鎂、硅、錳、鈦、銅以及鋁。4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的耐腐蝕性合金熱噴涂涂層，其特征在于， 鎂以及鋁的氧化物的合計(jì)含有量為〇. 2質(zhì)量％以下。5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的耐腐蝕性合金熱噴涂涂層，其特征在于， 所述耐腐蝕性合金熱噴涂涂層通過使用熱噴涂槍而形成在基材表面上，所述熱噴涂槍 朝向基材噴射包含恪融的材料粒子的火焰，并且所述熱噴涂槍具有在該噴射路徑的上游側(cè) 區(qū)域?qū)⒒鹧婧屯饨鐨怏w隔開的功能，同時(shí)，具有在下游側(cè)區(qū)域在所述材料粒子以及火焰到 達(dá)基材之前利用噴流氣體或者噴流霧強(qiáng)制冷卻所述材料粒子以及火焰的功能。6. 根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的耐腐蝕性合金熱噴涂涂層，其特征在于， 涂層表面通過被硅或者環(huán)氧樹脂覆蓋而被封孔。7. -種耐腐蝕性熱噴涂涂層的形成方法，其特征在于， 使用熱噴涂槍在基材表面上形成耐腐蝕性合金涂層，所述熱噴涂槍朝向基材噴射包含 熔融的材料粒子的火焰，并且所述熱噴涂槍具有在該噴射路徑的上游側(cè)區(qū)域?qū)⒒鹧婧屯饨?氣體隔開的功能，同時(shí)，具有在下游側(cè)區(qū)域在所述材料粒子以及火焰達(dá)到基材之前利用噴 流氣體或者噴流霧強(qiáng)制冷卻所述材料粒子以及火焰的功能，其中，將含有鋁的耐腐蝕性合 金材料作為所述材料粒子。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的耐腐蝕性涂層的形成方法，其特征在于， 在由鋁或者鋁合金制成的基材的表面上形成耐腐蝕性合金涂層。9. 根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的耐腐蝕性熱噴涂涂層的形成方法，其特征在于， 在將火焰與外界氣體隔開的所述上游側(cè)區(qū)域，使供應(yīng)至火焰的氧氣的量比完全燃燒所 需要的氧氣量少。10. 根據(jù)權(quán)利要求7至9中任一項(xiàng)所述的耐腐蝕性熱噴涂涂層的形成方法，其特征在于， 作為所述耐腐蝕性合金材料，使用含有0.3~15質(zhì)量％的鎂并且剩余部分由鋁構(gòu)成的 材料。11. 根據(jù)權(quán)利要求7至10中任一項(xiàng)所述的耐腐蝕性熱噴涂涂層的形成方法，其特征在 于， 作為所述耐腐蝕性合金材料，使用含有鎂、硅、錳、鈦、銅以及鋁的材料。12. 根據(jù)權(quán)利要求7至11中任一項(xiàng)所述的耐腐蝕性熱噴涂涂層的形成方法，其特征在 于， 將所述耐腐蝕性合金材料以粉末或者線條的狀態(tài)供應(yīng)至所述熱噴涂槍。13. -種耐腐蝕性熱噴涂涂層的形成裝置，其為用于在基材表面上形成含有鋁的耐腐 蝕性合金涂層的熱噴涂裝置，其特征在于包括熱噴涂槍， 所述熱噴涂槍朝向基材噴射包含熔融的材料粒子的火焰，并且所述熱噴涂槍具有在該 噴射路徑的上游側(cè)區(qū)域?qū)⒒鹧婧屯饨鐨怏w隔開的功能，同時(shí)，具有在下游側(cè)區(qū)域在所述材 料粒子以及火焰達(dá)到基材之前利用噴流氣體或者噴流霧強(qiáng)制冷卻所述材料粒子以及火焰 的功能。14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的耐腐蝕性熱噴涂涂層的形成裝置，其特征在于， 從前端噴嘴的中央供應(yīng)所噴射的火焰、含有鋁并且被該火焰熔融的耐腐蝕性合金材料 的粉末或者線條、對(duì)所述前端噴嘴進(jìn)行冷卻的氣體， 從該前端噴嘴的外周部朝向前方中央部，以呈逐漸變細(xì)的筒形面狀的流動(dòng)的方式，供 應(yīng)對(duì)熔融的所述材料粒子和火焰進(jìn)行冷卻的所述噴流氣體或者噴流霧。15. 根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的耐腐蝕性熱噴涂涂層的形成裝置，其特征在于， 將對(duì)熔融的所述材料粒子和火焰進(jìn)行冷卻的所述噴流氣體或者噴流霧形成與所噴射 的火焰同心圓狀的噴流，以在僅相距火焰噴出口相當(dāng)于火焰的寬度或者直徑的3~7倍距離 的前方的火焰中心線上相交的方式傾斜地供應(yīng)所述噴流氣體或者噴流霧。16. 根據(jù)權(quán)利要求13至15中任一項(xiàng)所述的耐腐蝕性熱噴涂涂層的形成裝置，其特征在 于， 在將火焰和外界氣體隔開的所述上游側(cè)區(qū)域供應(yīng)至火焰的氧氣的量比完全燃燒所需 要的氧氣量少。17. 根據(jù)權(quán)利要求13至16中任一項(xiàng)所述的耐腐蝕性熱噴涂涂層的形成裝置，其特征在 于， 通過所述噴流氣體或者噴流霧，以每秒100萬°c以上的速度對(duì)熔融的所述材料的粒子 進(jìn)行冷卻。
【文檔編號(hào)】C23C4/06GK106062236SQ201580006682
【公開日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2015年1月27日
【發(fā)明人】倉(cāng)橋隆郎, 森本敬治, 申喜夫, 大坪文明, 大森康弘, 熊井隆, 西浦祐輔, 堀田利文
【申請(qǐng)人】株式會(huì)社中山非晶質(zhì), 吉川工業(yè)株式會(huì)社