等离子喷涂耐蚀性涂层的工艺性研究

论文摘要

金属材料的腐蚀问题是当今材料科学与工程领域不可忽略的问题,采用热喷涂技术进行防腐是最有竞争力的方法之一。热喷涂技术是利用热喷涂方法制备涂层的技术,包括工艺、材料、装备、检测等,是制造表面涂层的一种重要方法,是表面工程中一门重要的学科。其中,耐腐蚀是涂层的一个重要功能。本课题针对化工厂中的在线液体密度测试仪,在使用过程中受到检测液体的腐蚀,影响使用寿命的问题,设计合理的耐腐蚀性涂层,制定最优的喷涂工艺,采用等离子喷涂技术制备涂层,并检测所设计涂层的各项性能指标,对其耐腐蚀性能进行检测。试样基体选用碳钢Q235,涂层的打底层选用镍包铝包覆型粉末,工作层选用Ni/Cr 80/20合金粉末,并采用E-44型环氧树脂与低分子650#聚酰胺1：1配比,加入适量丙酮以稀释,对喷涂制备的涂层进行封孔处理。对Ni/Cr 80/20涂层的各项性能指标进行了检测,包括厚度、硬度、结合强度、沉积效率、孔隙率以及金相分析。综合分析,涂层的各项性能良好,表明达到最适合工艺,能够发挥涂层的最优防护效果。通过在四种典型腐蚀介质中的全浸泡试验,对涂层的耐腐蚀性能进行了检测。通过表面宏观观察、重量法评价和扫描电镜微观分析三种评价方法,对腐蚀结果进行了分析。结果表明,Ni/Cr涂层除在盐酸环境中的耐腐蚀性较差,可以满足在线液体密度测试器的其他使用环境的要求。本文设计了合理的耐腐蚀涂层,获得了其最优的工艺参数,为指导实际生产进行设备防护,提供了理论依据和指导。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 热喷涂技术
• 1.2.1 热喷涂技术的原理及其特点
• 1.2.2 等离子喷涂的原理及其特点
• 1.3 耐蚀性涂层
• 1.3.1 涂层的形成
• 1.3.2 涂层粒子与基体的结合机理
• 1.3.3 耐蚀性涂层材料的应用原理
• 1.3.4 耐蚀性涂层的国内外现状及发展
• 1.4 本课题的研究内容和目的
• 1.5 技术路线
• 第2章 试验材料与设备
• 2.1 喷涂材料的选择
• 2.1.1 母材的选择
• 2.1.2 喷涂粉末的选择
• 2.1.3 封孔剂的选择
• 2.2 试验设备
• 2.2.1 ZB-80型等离子喷涂设备
• 2.2.2 射吸式喷砂系统
• 2.2.3 喷涂转床
• 2.3 本章小结
• 第3章 试验方法
• 3.1 预处理
• 3.1.1 表面预加工
• 3.1.2 净化处理
• 3.1.3 粗化处理
• 3.2 涂层制备工艺
• 3.3 涂层的后处理
• 3.4 喷涂涂层常见缺陷及防止措施
• 3.4.1 涂层剥离
• 3.4.2 裂纹
• 3.4.3 气孔率过大
• 3.5 本章小结
• 第4章 涂层性能检测
• 4.1 厚度检测
• 4.2 硬度检测
• 4.3 结合强度检测
• 4.4 沉积效率检测
• 4.5 孔隙率检测
• 4.6 金相分析
• 4.7 本章小结
• 第5章 腐蚀试验及结果分析
• 5.1 腐蚀试验方法及评价标准
• 5.2 试验条件
• 5.3 试验结果及评价
• 5.3.1 表面宏观观察
• 5.3.2 重量法评价
• 5.3.3 扫描电镜微观分析
• 5.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间所发表的论文
• 致谢