专利名称：一种核废料贮存桶长效防腐喷锌涂层的制备方法
技术领域：
本发明属于金属属于表面处理技术领，具体地说，是涉及一种核废料贮存桶长效防腐喷锌涂层的制备工艺。
背景技术：
一些核电站建于沿海，大气中含有较高的氯离子浓度，大大加快了核废料贮存桶的腐蚀，金属材料的腐蚀给国民经济带来巨大的损失，全世界每年因腐蚀而报废的钢铁设备相当于钢产量的30%。大气中沉积氯化物及二氧化硫加速了钢铁的腐蚀，因此，钢铁的腐蚀防护尤为重要。由于锌具有适当的化学活性和低廉的价格，常用作牺牲阳极镀层对钢铁进行保护。热喷涂技术是材料表面强化与保护的新技术，它在表面改性技术中占有重要地位，已成为表面技术一个重要组成部分。电弧喷锌则是通过喷锌设备在电流的作用下，借助高压空气，将热融的液体锌高速射向被涂物(被涂物可以是钢铁、金属合金、陶瓷、塑料等)，在被涂物表层形成致密、均勻的锌层，达到被涂物具有防腐、装饰或某种特殊用途的施工方法。电弧喷涂电压选择主要取决于喷涂材料的性质，低熔点金属的喷涂电压低，高熔点金属的电压高。喷涂电压低易造成喷涂起弧和稳弧困难，喷涂过程不流畅、并出现断续送丝现喷涂粒子雾化不充分、喷涂层有粗大颗粒；喷涂电压高易造成喷涂送丝故障率高、易出现粘象，喷涂层颗粒粗大。压缩空气必须经过除油、除水、干燥过程，雾化气体的压力、流量直接影响喷涂雾化效果和电弧喷涂层质量。电弧喷涂距离指被雾化的颗粒离开喷枪嘴至工件之间的距离， 即喷涂粒子至形成涂层的飞行距离。在跨越这个距离的时间内，喷涂丝材被加热、熔融、雾化、喷涂至工件后凝固形成涂层。若喷涂距离远，有部分颗粒在到达工件表面前已经冷却凝固变成金属粉尘不能形成涂层，使金属沉积率大大降低；若喷涂距离很近，则喷涂颗粒较粗大，涂层热应力增加。喷涂角度是指喷涂射流轴线与基材表面切线间的夹角，一般喷涂角度为90度。当喷涂角度小于45度时，会产生遮盖效应，使涂层的结合力下降。喷枪移动速度是指在喷涂过程中喷枪沿基材表面移动的速度。在喷涂效率和沉积率确况下，喷枪和工件的相对移动速度决定了一次喷涂过程的涂层厚度。一般情况下喷徐， 喷枪移动速度快；喷涂效率低，喷枪移动速度慢。喷涂环境控制主要指对可能影响喷涂层质量的因素进行控制，如通常环境相对湿度以上时，不宜进行喷涂作业。因此，改进现有技术，通过控制电弧喷涂工艺参数，在钢板基材上得到结合力好， 耐蚀长效的喷锌涂层，有广泛的应用前景。
发明内容
本发明的目的旨在提供一种核废料贮存桶长效防腐喷锌涂层的制备方法，以提高核废料贮存桶的使用寿命和满足市场的需求。
为实现上述发明目的，本发明采用电弧喷涂工艺方法提高了涂层与钢铁基材的结合力和长效耐蚀稳定性。技术方案为，一种核废料贮存桶长效防腐喷锌涂层的制备方法，采用钢板为基体材料，纯度大于99. 99%的锌丝作为喷涂材料，具体实施步骤及工艺参数包括(1)基体表面预处理，喷涂前先用铜矿砂进行基体表面预处理，充分清除污垢、油渍和粗化表面，为了能够增加涂层结合强度，(2)然后进行电弧喷涂，电弧喷涂工艺参数如下
电压调试确定) 电流
空气压力喷涂距离工件转速左右)
34 36V (如选用非常用电源，电源特性需经过
180-200A
0.5 0.6MPa
180 200mm
50 68米/分(针对(D540mm辊筒约30 40rpm
喷枪移动15 22mm/转送丝速度为1 3米/分，即擂丝轮19 21转/分本发明的技术效果体现在1.所得涂层与钢铁基材结合力好，而且耐腐蚀，能长效持久保护基材；2.涂层的抗剥离性能良好；3.工艺简便，重现性好，便于大规模的工业化生产。
图1为实施例1涂层与基体材料的结合力图片图2为实施例1涂层抗剥离性图片图3为实施例2涂层与基体材料的结合力图片图4为实施例2涂层抗剥离性图片
具体实施例方式实施例1采用Q235钢板为基体材料，纯度大于99. 99 %的锌丝作为喷涂材料。喷涂前先用铜矿砂进行基体表面预处理，充分清除污垢、油渍和粗化表面，为了能够增加涂层结合强度，然后进行电弧喷涂。电弧喷涂工艺参数
4电压确定) 电流
34V (如选用非常用电源，电源特性需经过调试
空气压力喷涂距离工件转速喷枪移动
180A
0.5MPa
180mm
60米/分(针对(D540mm辊筒约35rpm左右)
15mm/转送丝速度为2米/分，即擂丝轮20转/分。涂层与基体材料的结合力如图1所示；抗剥离性如图2所示；耐蚀性采用人工海水浸泡加速腐蚀试验，室温浸泡720小时，测得腐蚀速度为0. 0176g/m2 · h。实施例2采用A3钢板为基体材料，纯度大于99. 99%的锌丝作为喷涂材料。喷涂前先用铜矿砂进行基体表面预处理，充分清除污垢、油渍和粗化表面，为了能够增加涂层结合强度， 然后进行电弧喷涂。电弧喷涂工艺参数
电压
34V (如选用非常用电源，电源特性需经过调试
确定)
电流
空气压力喷涂距离
200A
0.6MPa
200mm
工件转速60米/分钟左右(针对(D540mm辊筒约35rpm)
喷枪移动22mm/转送丝速度为2米/分，即擂丝轮20转/分涂层与基体材料的结合力如图3所示；抗剥离性如图4所示；耐蚀性采用人工海水浸泡加速腐蚀试验，室温浸泡720小时，测得腐蚀速度为0. 0233g/m2 · h。
权利要求
1. 一种核废料贮存桶长效防腐喷锌涂层的制备方法，其特征在于，采用钢板为基体材料，纯度大于99. 99%的锌丝作为喷涂材料，具体实施步骤及工艺参数包括(1)基体表面预处理，(2)然后进行电弧喷涂，电弧喷涂工艺参数如下电压34 36V电流180-200A空气压力0.5 0.6MPa喷涂距离180~200mm工件转速50 68米/分喷枪移动15 22mm/转送丝速度为1 3米/分。 2.权利要求1所述一种核废料贮存桶长效防腐喷锌涂层的制备方法，其特征在于，步骤(1)中的基体表面预处理为用铜矿砂进行基体表面预处理，充分清除污垢、油渍和粗化表面。
全文摘要
本发明公开了一种制备核废料贮存桶长效防腐喷锌涂层的工艺，所述工艺包括基体表面预处理，即清除污垢、油渍和粗化表面，调控电弧喷涂工艺参数，如电压、电流、空气压力、喷涂距离、工件转速等。本发明的技术效果体现在1.所得涂层与钢铁基材结合力好，能长效持久保护基材；2.涂层的抗剥离性能良好；3.工艺简便，重现性好，便于大规模的工业化生产。
文档编号C23C4/08GK102418063SQ201110407240
公开日2012年4月18日 申请日期2011年12月8日 优先权日2011年12月8日
发明者刘继华, 钱士强, 陈国清 申请人:上海工程技术大学