一种Al-Zn-Mg复合涂层的制备方法及其应用

本发明属于材料防腐领域，具体涉及到一种al-zn-mg复合涂层的制备方法及其应用。

背景技术：

1、人类在开发海洋过程中建造了一系列钢铁建筑，例如海上钻井平台、潮汐发电设备、海底管道等。这些钢铁建筑物在海洋环境中极易受到腐蚀，造成经济损失甚至安全事故。

2、钢铁防护手段较多，应用最广的为金属防护涂层。热喷涂、热浸镀等热方法是制备金属防护涂层的重要方法之一，但是这些制备手段工作过程中需要熔化金属丝等原料，热方法制备的金属防护涂层高温氧化较为严重，并且涂层成分受市售金属丝限制。

3、由于al储量丰富钝化作用明显，成为了金属防护涂层的首选材料之一。但是al涂层在海水中钝化膜会被cl-破坏最终发展成点蚀，为了改善al的阳极性能，常常加入zn、mg等元素。单纯的添加zn元素可以改善纯al涂层的性能，但是zn电负性比mg要高所以牺牲能力弱于mg，另外al-zn涂层过于依赖腐蚀产物的封孔作用，在实际应用中腐蚀产物一旦被破坏其涂层耐蚀性将大大降低。

技术实现思路

1、本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

2、鉴于上述和/或现有技术中存在的问题，提出了本发明。

3、因此，本发明的目的是，克服现有技术中的不足，提供一种al-zn-mg复合涂层的制备方法。

4、为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：一种al-zn-mg复合涂层的制备方法，包括，

5、以球形al粉、zn粉、mg为原料，通过冷喷涂工艺处理基体，制得复合涂层；

6、整形处理，得到冷喷涂al-zn-mg复合涂层；

7、其中，以原料质量百分比计，所述al为73～76wt.％，所述zn为23wt.％，所述mg为1～4wt.％。

8、作为本发明所述制备方法的一种优选方案，其中：所述冷喷涂工艺参数为，送粉气体为压缩空气，喷涂角度为90°，气体压力为0.8～1.2mpa，送粉温度为400～500℃，送粉量为40～60g/min，喷枪距基体距离为10～12mm，喷枪移动速度为5～8mm/s。

9、作为本发明所述制备方法的一种优选方案，其中：所述基体，其处理方法包括，

10、搭建xy自动化平台，检查喷涂机械手运行情况，有无晃动与卡死；

11、对基体钢进行预处理，使用丙酮超声清洗去除油污；

12、使用白钢玉进行喷砂处理，去除铁锈并增大基体表面粗糙度。

13、作为本发明所述制备方法的一种优选方案，其中：所述按照元素质量百分比计，所述al为76wt.％，所述zn为23wt.％，所述mg为1wt.％。

14、作为本发明所述制备方法的一种优选方案，其中：所述按照元素质量百分比计，所述al为75wt.％，所述zn为23wt.％，所述mg为2wt.％。

15、作为本发明所述制备方法的一种优选方案，其中：所述按照元素质量百分比计，所述al为74wt.％，所述zn为23wt.％，所述mg为3wt.％。

16、作为本发明所述制备方法的一种优选方案，其中：所述按照元素质量百分比计，所述al为73wt.％，所述zn为23wt.％，所述mg为4wt.％。

17、本发明的再一个目的是，克服现有技术中的不足，提供一种冷喷涂al-zn-mg复合涂层。

18、本发明的另一个目的是，克服现有技术中的不足，提供冷喷涂al-zn-mg复合涂层作为防腐涂层中的应用。

19、本发明有益效果：

20、(1)本发明中所使用的冷喷涂技术制备涂层时工作温度低，有效抑制氧化、相变、晶粒长大等不利影响。

21、(2)本发明中加入的mg元素可以提高涂层牺牲作用并生成坚硬的壳状保护层，有效延长al-zn涂层在实际应用中的使用寿命；本发明中冷喷涂al-zn-mg复合涂层能有效解决热喷涂等方法中温度过高导致的氧化、相变、晶粒长大等不利影响，并且在海水中有效阻止点蚀的发生，最终达到长时间有效保护钢铁基体的目的。

技术特征：

1.一种al-zn-mg复合涂层的制备方法，其特征在于：包括，

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述冷喷涂工艺参数为，送粉气体为压缩空气，喷涂角度为90°，气体压力为0.8～1.2mpa，送粉温度为400～500℃，送粉量为40～60g/min，喷枪距基体距离为10～12mm，喷枪移动速度为5～8mm/s。

3.如权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于：所述基体，其处理方法包括，

4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：按照元素质量百分比计，所述al为76wt.％，所述zn为23wt.％，所述mg为1wt.％。

5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：按照元素质量百分比计，所述al为75wt.％，所述zn为23wt.％，所述mg为2wt.％。

6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：按照元素质量百分比计，所述al为74wt.％，所述zn为23wt.％，所述mg为3wt.％。

7.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：按照元素质量百分比计，所述al为73wt.％，所述zn为23wt.％，所述mg为4wt.％。

8.权利要求1～7中任一所述的制备方法制得的冷喷涂al-zn-mg复合涂层。

9.如权利要求8所述的冷喷涂al-zn-mg复合涂层作为防腐涂层中的应用。

技术总结本发明公开了一种Al‑Zn‑Mg复合涂层的制备方法及其应用，按照元素质量百分比计，所述Al为73～76wt.％，所述Mg为1～4wt.％，所述Zn元素固定为23wt.％。本发明中冷喷涂Al‑Zn‑Mg复合涂层能有效解决热喷涂等方法中温度过高导致的氧化、相变、晶粒长大等不利影响，并且在海水中有效阻止点蚀的发生，最终达到长时间有效保护钢铁基体的目的。技术研发人员：涂浩,吕富豪,吴长军,刘亚,彭浩平,王建华,苏旭平受保护的技术使用者：常州大学技术研发日：技术公布日：2024/12/2