等离子喷涂氧化铬耐腐耐磨陶瓷涂层的封孔处理

等离子喷涂氧化铬耐腐耐磨陶瓷涂层是陶瓷涂层中硬度较高的一种，它的显微硬度为1300-1500 kg/cm2，且具有优良的耐磨耐腐蚀性能。由于涂层是由一颗颗熔化粉末堆积而成的，它们的气孔率一般为5%左右，其中少量为开口气孔，约占总气孔的3%，涂层的厚度一般仅为0.6mm，经研磨抛光后，涂层更薄，只有0.3-0.5mm，从而使开口气孔增大，涂层不可能达到气密，液体可通过开头气孔渗透到涂层与基体之间的界面，从而使界面在腐蚀条件下受到破坏。若不采取必要的措施，则达不到通过涂层本身的耐腐蚀性起到保护基材的作用，在一些涂层气孔较大的喷涂工件上，经常会因吸潮出现涂层的锈斑现象。

对于机械密封的磨环与轴套，或者对与腐蚀介质、蒸汽等接触的其他耐磨损的喷涂件来说，不仅要耐磨损，还应耐化学腐蚀，一旦腐蚀介质通过涂层气孔渗透到涂层与基体界面处，就会引起涂层起壳、开裂，甚至剥落。若金属基材为不耐腐蚀的碳钢时，则此现象尤为严重。

二、涂层封孔处理工艺的选择

1、陶瓷合金涂层

在等离子喷涂用的氧化铬、氧化铝等陶瓷粉末中，添加能抗多种腐蚀介质的合金粉末制成混合物，以等离子喷涂时高温熔融的合金粉末来填充陶瓷颗粒件的孔隙。根据介绍，用镍铬合金粉末与氧化铬或氧化铝粉混合的粉料进行喷涂试样，不仅能改善陶瓷的涂层气密性，而且涂层具有良好的抗腐蚀性能。不过，这种陶瓷合金混合粉末，由于两种粉末的比重不一，在送粉时容易分层，喷涂时也会造成合金量不易控制，涂层的成分不均。

2、激光重熔涂层

近代激光技术的开发应用，提供了涂层重熔的有力手段。激光重熔涂层封孔是在涂层表面采用高功率密度的激光来进行短时间照射（或匀速扫描），以使涂层表面迅速加热熔化，然后依靠表面散热及向基体热扩散而自行冷却，从而使涂层与基材重熔与互熔，并在快速冷却过程中重新结晶，达到涂层表面致密，增强粉层和基体的结合力。

3、涂层浸渍密封剂

国外大都采用涂层浸渍密封剂来达到涂层的封孔防腐，可以根据不同的腐蚀介质与使用温度来选择各种密封剂。例如：等离子喷涂氧化铬涂层，均作树脂浸渍封孔处理。

树脂封孔处理工艺简单，适于各种陶瓷涂层或金属涂层，涂层的气密性号，能起到对基体的良好保护作用。树脂封孔处理后的涂层，还能增强涂层与基体的结合力，涂层的表面硬度值与耐磨性也有所提高。该工艺的成本低廉，适于复杂形状的喷涂件的封孔处理，便于工业化生产。由于受到树脂使用温度的局限性，因此，在高温下涂层的抗化学腐蚀的能力就部分地取决于密封剂的耐热性。由此可见，在使用或评价喷涂件的耐蚀性与耐热性时，树脂的耐蚀性与耐热性是一个重要的因素。

三、封孔剂的选择及施工要点

一般来说，所有封孔作业应在喷涂之后磨削之前实施。除微晶石腊封孔剂外，其它所有封孔剂应在工件温度低于80时进行，以防溶剂迅速蒸发或封孔剂过早固化。空气干燥型的甘油酯树脂，在其机加工时产生的热会使它过早的非均匀性的固化，因之，该封孔剂应在磨削后固化，除此之外的所有封孔剂，应予磨削前固化。用于防腐涂层的封孔剂，在投入使用前必须充分固化。一般的封孔剂无危险性，但有些是易挥发的和易燃的，在贮存和使用过程中，应格外小心慎重，勿近明火或受热。使用中要充分通风，以免影响正常呼吸。封孔剂大体分有机和无机两种。对封孔剂做出选择的主要依据是所处介质的腐蚀情况及工作温度。有机封孔剂主要是乙烯树脂、酚醛、改进型环氧树脂及聚氨树脂等，它们多是用于钢铁基体锌或铝涂层的封孔，工作温度不高，处于大气氧化、工业气氛、海水等环境；对于高温氧化介质，则用沥青基铝浆、铝硅酮树脂及某些硅酸盐、铬酸盐等无机物，高工作温度可达980。不同封孔剂有不同要求，大体遵循以下几点：

1、很多封孔剂需要稀释剂冲稀，以保证良好的渗透性。

2、涂层封孔之前，用蚀洗涂料（通常是磷酸）作预处理，以形成一种复合的磷酸盐化合膜，有助于封孔剂的粘结。

3、不少封孔剂掺有片状铝粉，以改善封孔剂的耐温及抗蚀性能。

4、封孔剂可以用喷枪喷涂、用毛刷抹涂或用淹没进行浸渗，其中有些用上述三种皆可，有些则只能用其中一种或两种。根据需要，有时只需涂一道，有时两遍或更多。

5、为加大渗透性，有些采用真空渗透操作。

6、封孔剂有单组份与双组份、空气干燥与烘烤固化之分，在使用中一定要正确掌握每步程序。

四、封孔剂主要种类及性能

现将重要的几种封孔剂介绍如下：

1、空气干燥型甘油酯树脂

特 性：树脂含量高达95%，渗透与填孔能力很高，封孔后可直接加工，机加工性能明显改善。

工作温度：连续工作145。

封孔剂用量：11.6m2/L，树脂涂层厚度0.6mm。

施工方法：浸、刷或喷均可。常温操作，涂层表面要干燥、清洁。根据需要，实施第一道后，经15分钟，可再实施第二道。

固化程序：常温下空气干燥，需经一周方能完全固化；若在145下烘烤，1小时可固化。

典型应用：工作环境为稀酸、溶剂、油类和盐水等弱腐蚀介质，温度不超过145。

2、空气干燥型酚醛树脂

特 性：是一种改性的空气干燥型酚醛漆。适用于金属和陶瓷涂层，润湿性好，粘结性强，化学稳定性好，有较强的耐腐蚀性和抗冲击性。在很多有机物中保持稳定。

工作温度：连续工作145-205，间断工作205-260。

封孔剂用量：7.4-8.0m2/L。

施工方法：刷或喷均可。喷涂时要用甲酮、芳香烃和无水乙醇作稀释剂进行稀释，用量为1/2至1/3。

固化程序：空气干燥30-60分钟，但完全固化需1-10小时，取决于封孔剂厚度。若在135左右温度下烘烤，只需15-30分钟。

典型应用：适用于热水、盐雾、酸、油、汽油和油脂等工作环境，对高压工作状态适应性强。

3、铝乙烯树脂

特 性：是一种抗腐蚀性的、空气干燥型含铝乙烯共聚物，常用于锌与铝的面漆，而与其相对的底漆是钝化铬酸锌浆料。

封孔剂用量：5.5m2/L。

工作温度：不超过80。

施工方法：加压喷涂或涂刷。

固化程序：干燥30分钟，稀释剂为二甲苯或甲酮。

4、钝化铬酸锌

特 性：是针对铝乙烯树脂面漆用的底漆。空气干燥型，因其能生成多孔膜，对面层封孔剂提供强粘结作用。主要成分是铬酸锌。

封孔剂用量：6.0-7.4m2/L。

典型应用：作为底漆与铝乙烯树脂面漆配合使用，对处于工业大气、盐雾气氛和非饮用水等介质中钢铁结构或设备的铝锌涂层提供封孔保护。

5、烘烤型的酚醛树脂

特 性：用于金属和陶瓷涂层的封孔，是一种烘烤型的合成酚醛料浆。就保护性能来说，烘烤型要高于空气干燥型。在很多有机物介质中都保持良好的化学稳定性(但不耐碱)，耐热性好。主要成分是酚醛及芳香经。

工作温度：连续工作可达145-205，间断工作为205-260。

封孔剂用量：4.6m2/L。

施工方法：刷与喷均可。喷涂时用25%的异丙醇进行稀释。对单道涂层在230烘10分钟或205烘20分钟；对多道涂层，底层在145烘10分钟，面层190烘60分钟。

典型应用：与干燥型酚醛树脂相同，适用于沸水、盐雾、酸、油、汽油和油脂等介质。

6、沥青基铝浆

特 性：是一种高熔点、含沥青的漆料，主要成分是片状铝粉、沥青煤焦油及相应溶剂。

封孔剂用量：4.9-7.4m2/L。

工作温度：870-980。

施工方法：喷或刷均可。喷涂时用矿物醇稀释，以0.02mm厚度为宜。

典型应用：当基体是钢铁、镍或镍铬合金，涂层是铝，而且处于高温氧化、高温含硫气体腐蚀的环境下，这种封孔剂为首选者。

7、硅铝树脂

特 性：是一种空气干燥型的含片状铝粉的硅树脂，在抗氧化气氛中较为耐高温的封孔 剂。

封孔剂用量：3.6m2/L。

工作温度：480。

施工方法：刷或喷，每道厚度0.018-0.02mm。刷涂不用稀释，喷涂时则需用乙醇、芳香烃与甲酮冲释，稀释剂用量为1/3。

8、空气干燥型硅树脂

特 性：为双组份的硅树脂，推荐用于中等腐蚀或在205以下的温度并长期暴露于空气中的环境中，耐稀酸、碱、油类、液流、水和盐水等介质的腐蚀。固体含量为25%。

封孔剂用量：5.0-11.6m2/L（与涂层孔隙度有关）。

工作温度：长期工作温度为205。

施工方法：双组份，可用喷涂法或浸泡法，在室温下空气干燥约1小时，但充分固化需3天，在145烘2小时可加速固化。

9、烘烤型聚酰亚胺树脂

特 性：属于烘烤型聚酰亚胺树脂，用于较弱或中等程度的腐蚀环境。固体含量高达30%，粘度低、渗透性好、成膜坚固。对水、溶剂、有机物、无机油类、燃料、液流和稀酸等介质十分稳定。

封孔剂用量：5.3-9.5m2/L，树脂涂层厚度0.6mm。

工作温度：长期工作温度260。

施工方法：可浸泡、喷涂或刷抹。在室温中操作，直到涂层表面不吸收为止，15分钟之后，

再封一次。室温固化时间8小时，180则需2小时。

典型应用：适用于石化系统及造纸工业中的输送泵类，具有耐腐蚀性及耐磨性。这些泵在苏打灰浆、氢氧化钙、氢氧化镁和氢氧化钠等碱性料液中运转。

10、微晶石腊

特 性：是一种隋性的、石油基微晶石腊，对涂层提供封孔和润滑。在淡水、海水和几乎所有的酸与碱中都保持稳定，但不耐溶剂及经类物质的腐蚀，特别适用于高压润滑环境。在不能施加润滑剂的情况下，它能提供有效的“干润滑”。

封孔剂用量：每公斤10m2。

工作温度：不超过80。

施工方法：将工件预热到95之后，在表面直接涂抹。

典型应用：通常用来对轴类或其它工件封孔，以确保车削或磨削清整，防止砂粒进入孔隙，同时又具有良好的抗腐能力。