下半月出版

变性、低导热性、热膨胀系数小、能屏蔽紫外线等独特性能。鳞片的平行重叠正如一道道屏蔽的墙挡住介质，使介质不得不在封闭层中经过无数条曲折途径才抵达喷涂层表面，从而提高耐蚀性能和抗渗能力。细小片状的云母鳞片还可削弱封闭层内部的收缩应力，这样封闭层喷涂层的界面应力也大大减小，同理，由于热膨胀或冷却收缩产生的热应力也将削弱，有利于延长封闭层的寿命。纳米SiO2是超微细无机新材料之一，因其粒径很小，具有比表面积大、表面吸附力强、表面能大、化学纯度高和分散性能好等性能，以其优越的稳定性、补强性、增稠性和触变性，在众多领域内独具特性。将它添加到硅酸盐中很快形成一种硅石结构，即纳米SiO2小颗粒形成网络结构抑制胶体流动，加快固化速度，提高粘结效果，也增加了其密封性和防渗性。因此，封孔剂中添加微量的纳米SiO2可以提高封孔剂的综合性能。

通过正交试验设计和大量实验，提出了以水玻璃为基料、添加云母粉和SiO2纳米颗粒的优化配比，方案为云母粉与水玻璃比例为1∶13，纳米粉与水玻璃比例1∶90[6]。

Material&HeatTreatment材料热处理技术

称重(总的腐蚀时间为40h)。采用增重法定量评定涂层的腐蚀速度，采用GR-300精密分析天平(精度为0.1mg)进行试样称重。

腐蚀试样分三组，一组三个，第一组为未封口涂层，第二组为用水玻璃封孔涂层，第三组为用优化后封孔剂封孔涂层，将三组试样涂盐后烘干称重。实验步骤为：①用游标卡尺测三组试样的一个大的表面积，第一组不封孔作为参照，第二组只用水玻璃封孔，第三组采用优化的封孔剂封孔，使其自然风干；

②将第三组试样表面涂上一层均匀的盐膜，并在100℃下烘干20min；③将第三组试样放到恒温电

阻炉中保温5h，设定温度750℃；取出试样称重。

2实验结果

热喷涂涂层封孔前后的表面形貌如图1所示。

2.1封孔前后涂层表面形貌

为检测内部的孔隙是否封到，将封后的试样表面磨掉再用扫描电子显微镜观察，结果如图2所示。从图1(a)可以清晰看到涂层的孔隙，图1(b)中涂层表面的孔隙被完全封住，封孔剂可以渗入涂层中的孔隙中起到填充作用，显著降低涂层的孔隙率，可以屏蔽或减缓外部腐蚀性介质对涂层及基体的渗透作用，从而对涂层起到很好地保护作用，延长涂层的使用寿命。从图2可以直观看到，涂层经封孔剂封孔后能将涂层的孔隙完全封上。

(a)封孔前

(b)封孔后

1.2涂层的制备

以Q235钢为试样(70mm×45mm×8mm)；喷涂丝材为耐蚀性能好的316丝材，其主要成分(质量分数，%)为：C≤0.08，Si≤1.00，Mn≤2.00，P≤0.045，S≤0.030，16.0～18.0Cr，10.0～14.0Ni，2～3Mo。试样表面预先进行除锈、喷砂处理。采用TLAS-Ⅲ型高性能电弧喷涂机对试样喷涂0.5mm厚的涂层，工

艺参数为：喷涂电压40V，喷涂电流220A，喷涂距离160mm，空气压力6MPa[7]。

1.3封孔处理

封孔工艺：将一定比例的纳米粉末和水玻璃放到超声波中分散10min；将试样放到扩散好的封孔剂中并用超声波进行封孔(10min)；添加一定量的云母粉和固化剂，采用刷涂的封孔工艺对试样表面进行封孔，在工程上为了达到更好的封孔工艺可以用喷枪喷涂封孔剂。

图1封孔前后涂层表面形貌

Fig.1Thesurfacemorphologiesofcoatingbeforeand

aftersealing

(a)封孔前

(b)封孔后

1.4腐蚀试验

由实际工况知，涂层工作在500～1000℃的含硫盐的热腐蚀环境中。因此，实验温度定在750℃，试验选用摩尔比为7∶3的Na2SO4+K2SO4饱和水溶液涂于试件表面上，刷涂盐膜重量达20.0～30.0mg/cm2，烘干、称重。刷涂后的试件置于750℃的箱式电阻炉中，保温5h，然后取出冷却称重；再重复涂盐、烘干、《热加工工艺》2010年第39卷第14期

图2封孔前后涂层抛光后形貌

Fig.2Thepolishingsurfacemorphologiesofcoatingbefore

andaftersealing

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