對很多熱噴涂涂層來說,封孔是一項必要的后處理過程。當涂層面臨腐蝕及氧化(有時處于高溫)環境時,封孔是涂層設計必需要考慮的一項內容。本文涉及到封孔作業的目的和要求;介紹了封孔劑的種類、性能、施工要點、選擇依據及應用范圍。
任何一種熱噴涂方法,尤其是燃氣一氧焰噴涂(即火焰噴涂)所沉積的涂層,都是一種有孔結構??傮w而言,涂層孔隙度范圍相當大。燃氣一氧焰噴涂層有時高達15%以上,而高速氧一燃氣噴涂(HVOF)層則在1%以下。在實際應用中,有孔結構有時是有利的。涂層孔隙有助于貯油,促進潤滑,減少磨損;在某些特殊應用中,利用熱噴涂制取多孔材料,用于熱交換裝置或其它元件。然而,在更多的情況下,涂層的孔隙是不希望的。當涂層暴露于大氣、蒸汽、工業氣氛、化學活性物質、腐蝕氣體及高溫環境中,孔隙引入腐蝕元素,使涂層與基體發生化學或電化學侵蝕,導致涂層失效,在這種情況下,必須對涂層進行封孔。
一、封孔劑的性能要求
封孔劑的種類較多,為了達到良好的封孔效果,封孔劑必須滿足下列要求:
1.有足夠的滲透性
因為孔隙彎曲又細小,沒有足夠高的滲透性,難以充填到必需程度。
2.耐化學溶劑的作用
因為涂層本身就處于某種化學和溶劑的腐蝕介質中,封孔劑若不能經受這些介質的侵蝕,封孔即告無效。
3.能經受一定的機械作用
即封孔劑不因機械作用而脫落或碎裂。
4.在工作溫度下性能穩定
即封孔劑不能在工作溫度下發生溶化、蒸發或分解等物理變化。
5.不能與涂層或基體發生化學反應
在工作環境下與涂層和基體保持化學穩定性。
6.不降低涂層或基體金屬的性能。
7.當涂層用于食品行業時,對食物無毒。
8.施工時,保證安全。
二、封孔劑的選擇及施工要點
一般來說,所有封孔作業應在噴涂之后磨削之前實施。除微晶石臘封孔劑外,其它所有封孔劑應在工件溫度低于80℃時進行,以防溶劑迅速蒸發或封孔劑過早固化??諝飧稍镄偷母视王渲?,在其機加工時產生的熱會使它過早的非均勻性的固化,因之,該封孔劑應在磨削后固化,除此之外的所有封孔劑,應予磨削前固化。用于防腐涂層的封孔劑,在投入使用前必須充分固化。一般的封孔劑無危險性,但有些是易揮發的和易燃的,在貯存和使用過程中,應格外小心慎重,勿近明火或受熱。使用中要充分通風,以免影響正常呼吸。
封孔劑大體分有機和無機兩種。對封孔劑做出選擇的主要依據是所處介質的腐蝕情況及工作溫度。