[发明专利]一种火焰喷涂制备锂铁氧体防腐涂层的方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种热喷涂方法，具体讲涉及一种火焰喷涂制备锂铁氧体防腐涂层的方法。

【背景技术】

接地装置是输变电工程接地系统中的重要组成部分，接地网腐蚀是导致接地保护体系劣化的主要因素，直接关系输变电工程的运行安全和电力运维人员的人身安全。接地网埋于地下，属于隐蔽工程，运行过程中无法对其腐蚀状况有直观的了解且检修困难，每次检修维护均需开挖覆盖的土壤，造成维修成本大大提高，维修时间延长，十分不便。

目前，有些地域大部分接地网的本体材料多为热镀锌钢，在土壤腐蚀严重的区域运行3～5a就需开挖土壤检修，一般运行10a后会腐蚀严重而更换。铁氧体材料具有反尖晶石结构，耐腐蚀性强，并且主要成分为Fe₂O₃，成本低廉，制备与使用过程中不会产生二次污染危害环境。铁氧体材料体系中，锂铁铁氧体材料具有较低的电阻率(10^-3～10^-2Ω·cm)，可满足电力系统接地材料的导电性能要求。因此，用锂铁氧体这种耐蚀导电材料作电力系统的接地体，能较好解决接地材料的防腐问题。但目前的现有烧结、铸造等工艺难以实现大尺寸铁氧体产品的制备，因此利用接地材料涂层防护技术，在常规碳钢接地材料表面涂覆锂铁氧体防腐涂层，在保证接地体良好导电性能的前提下，可有效提高接地装置本体的耐腐蚀性能，在接地防腐技术领域具有良好的应用前景。伊泰等人申请的美国专利3850701指出用化学法沉积的铁氧体涂层的最大厚度仅有0.02mm，不能满足接地装置全寿命的要求，并且未制备出切实可用的铁氧体导电防腐涂层。近年来，热喷涂技术快速发展为高性能铁氧体涂层的制备提供了良好的基础，但热喷涂制备涂层的沉积率、致密性及导电性和热喷涂工艺的现场施工可操作性、技术经济性等问题仍待解决。

【发明内容】

本发明的目的在于提供一种在金属基体表面用氧-乙炔火焰粉末喷涂锂铁氧体导电涂层的方法，该制备方法简单可控，对设备要求低，易于现场操作和抢修，且成本低，待喷工件受热温度低、工艺重复性高，将粉末喷涂在金属基体上，形成一种低孔隙率，较高结合强度，良好的耐腐蚀性能与导电性能的锂铁氧体涂层。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明提供了一种利用火焰喷涂制备锂铁氧体防腐涂层的方法，包括将锂铁氧体涂层喷附于粘结底层上，包括下述步骤：

1)用分析纯的有机溶剂丙酮对工件的待喷表面进行清洗；

2)用30-80目的氧化铝刚玉砂对待喷工件进行表面喷砂处理，压缩空气压力控制在0.15-0.30MPa；

3)将待喷涂粉末，包括粘结底层粉末与锂铁氧体粉末在100～200℃烘干后装入送粉器中；

4)将待喷工件装在工作台上；

5)为安装喷枪的机械手设定喷涂行走路线程序；

6)设定火焰喷涂工艺参数，火焰喷涂喷枪点火开始工作，喷枪分别先后将金属粘结底层粉末和锂铁氧体粉末喷涂至工件的待喷表面，金属粘结底层的厚度可以控制在0.1～0.2mm，锂铁氧体涂层的厚度可以控制在0.1～0.3mm；

其中火焰喷涂为氧-乙炔火焰喷涂，锂铁氧体层为分子式是MFe₂O₄的铁氧体材料，其中M为平均化学价为二价的Li⁺_0.5F_e³⁺_0.5金属离子组。

本发明提供的制备方法中，粘结底层为Al、Zn、Co，Cu中的一种或金属材料或多种金属的合金材料。

本发明提供的制备方法中，粘结底层为纯Co元素粉末喷涂制备粘结底层。

本发明提供的制备方法中，喷涂过程中采用压缩空气冷却喷涂工件，粘结底层制备所用的喷涂粉末的粒度为20～100μm；锂铁氧体涂层制备所用的喷涂粉末的粒度为20～100μm；火焰喷涂中乙炔气、氧气的流量分别为30～60SCFH和15～30SCFH；粉末载气为Ar，流量为10～20SCFH；喷涂距离在100～200mm；送粉器为刮板式，送粉量为2～6g/min，送粉方式为内送粉。