高粗糙度NiCrB打底层对陶瓷颗粒增强聚合物基复合涂层性能的影响

作     者：郎梼 刘刚 何伟焕 李勇 刘加将 LANG Tao;LIU Gang;HE Weihuan;LI Yong;LIU Jiajiang

作者机构：四川华能康定水电有限责任公司成都610041 西安热工研究院有限公司西安710054 

出 版 物：《表面技术》 (Surface Technology)

年 卷 期：2024年第53卷第5期

页      面：205-213页

核心收录：

学科分类：080503[工学-材料加工工程] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

基　　金：华能集团总部科技项目(HNKJ21-HF243) 

主　　题：镍基打底层 电弧喷涂 高粗糙度 高结合强度 耐腐蚀性能 

摘      要：目的提高水电装备过流部件表面聚合物基复合抗空蚀涂层与碳钢基材的结合强度,解决因聚合物涂层局部分层,使得水进入聚合物涂层与碳钢界面,引起碳钢快速氧化膨胀,导致涂层快速剥落的难题。方法采用电弧喷涂技术在碳钢基材表面制备NiCrB高粗糙度耐腐蚀打底层,然后在其上涂覆聚氨酯基复合涂层。通过激光共聚焦显微镜、扫描电镜,以及结合强度测试、电化学测试和中性盐雾测试,分别表征打底层的表面形貌、致密度,并评价打底层对聚氨酯基复合结合强度和防腐蚀性能的影响。结果通过调控参数,在NiCrB打底层表面形成由熔滴气化后沉积形成的规则排布凸起颗粒,涂层的表面粗糙度相较于常规热喷涂涂层得到显著提高,在Ra 10.95~37.24μm内可有效调控,且涂层的孔隙率均低于1.5%。添加高粗糙度致密NiCrB打底层后,聚氨酯基复合涂层的结合强度由13.6 MPa升至30.5 MPa。在基体添加NiCrB打底层后,其开路电位由−0.73 V升至−0.54 V,腐蚀电位(***)由−0.76 V升至−0.58 V,电荷转移电阻由1729Ω·cm^(2)升至8425Ω·cm^(2)。在上层聚合物涂层破损的情况下,带有NiCrB打底层的样品在接受300 h中性盐雾测试后无明显锈点,相较于无打底层样品,其盐雾腐蚀寿命提高了11倍以上。结论通过电弧喷涂NiCrB打底层可以在较大范围内实现表面粗糙度的调控,打底层的高粗糙度显著提升了聚合物基复合涂层的结合强度,打底层优异的耐腐蚀性能显著提升了聚合物基复合涂层的长效耐腐蚀性能,保障了水力过流部件的长效服役。