以下是通过工艺调整来确保耐高温涂层厚度稳定性的一些具体方法:
涂覆工艺调整
选择合适的涂覆方法:
喷涂法:
参数优化:对于空气喷涂,要精准调节喷枪的空气压力、涂料喷出量以及喷枪与被涂覆基体的距离、喷枪移动速度等参数。比如,适当提高空气压力能使涂料雾化更细,分布更均匀,但压力过大可能导致涂料反弹,影响厚度均匀性,通常将空气压力控制在 0.3 - 0.6 MPa 之间较为合适;喷枪距离基体一般保持在 15 - 30 厘米,根据涂料的粘度等特性合理调整,以保证涂层均匀附着且厚度稳定。
喷枪类型选择:热喷涂技术中,等离子喷涂、超音速火焰喷涂等不同喷枪类型适用于不同的涂层材料和基体情况。例如,等离子喷涂适合喷涂陶瓷类耐高温涂层,可通过调节等离子弧的功率、气体流量等,使涂层颗粒以合适的速度和状态撞击基体表面,形成厚度均匀且稳定的涂层。
刷涂法:选用合适的毛刷,根据基体形状和涂层要求,控制刷涂的力度和方向。在刷涂过程中,要保持用力均匀,避免出现局部涂刷过厚或过薄的情况,每次蘸取涂料的量也要相对固定,确保涂层在多次涂刷后能达到稳定且均匀的厚度,常用于形状复杂、对涂层厚度精度要求不是极高的小型部件涂覆。
浸涂法:严格控制涂料的粘度、浸涂时间以及浸涂时部件的浸入和提出速度。例如,增加涂料粘度可使涂层增厚,但粘度过高会导致涂层表面不平整、厚度不均匀,需根据涂层材料和期望厚度合理调配;浸涂时间一般几秒到几十秒不等,要通过试验确定最佳时长,使部件表面能均匀附着合适厚度的涂层,常用于大批量形状规则的小型部件涂覆。
多层涂覆策略:采用多层涂覆的方式,每层涂层控制在较薄且均匀的厚度,这样可以更好地缓解涂层内部应力,减少因单次涂覆过厚导致的厚度不稳定问题。例如,计划涂覆总厚度为 300 微米的耐高温涂层时,可以分 5 - 6 层进行涂覆,每层厚度控制在 50 - 60 微米左右,每层涂覆后按照要求进行适当的干燥或固化处理,再进行下一层涂覆,通过这种方式使涂层整体厚度更均匀、更稳定,并且能提升涂层与基体以及涂层各层之间的结合强度。
预处理工艺优化
基体表面处理:
清洁处理:彻底清除基体表面的油污、灰尘、铁锈等杂质,可采用化学清洗(如用有机溶剂去除油污,酸洗去除铁锈等)、机械打磨(如砂纸打磨、喷砂处理等)相结合的方式,确保基体表面洁净且粗糙度合适,为涂层均匀附着创造良好条件,避免因表面不清洁或粗糙度不佳影响涂层厚度稳定性。例如,通过喷砂处理将金属基体表面粗糙度控制在 Ra1.6 - Ra6.3 之间,能使涂层更好地与之咬合,均匀附着,保障厚度稳定。
活化处理:运用化学镀、离子注入、等离子体处理等方法对基体表面进行活化,增加表面的活性位点,使涂层与基体之间能形成更牢固的化学键合,有助于涂层均匀、稳定地附着在基体上,减少涂层在使用过程中因结合不良导致的厚度变化。比如,在一些塑料基体上采用等离子体处理后,涂层的附着效果明显提升,厚度在后续使用中也能保持更稳定。
打底涂层应用:在涂覆主涂层之前,先涂覆一层打底涂层(底漆或过渡层),其作用在于调节基体与主涂层之间的热膨胀系数差异、改善相容性,同时为后续涂层提供更平整、利于附着的表面,从而保障主涂层厚度的稳定性。例如,在铝合金基体上涂覆陶瓷耐高温涂层时,先涂覆一层有机硅铝粉漆作为打底涂层,能有效减少因热膨胀系数不同产生的应力,使陶瓷涂层后续涂覆时厚度更均匀、更稳定。
固化工艺控制
固化温度精准调节:严格按照涂层材料的要求设定固化温度,使用高精度的温控设备进行温度控制,确保温度波动范围极小。因为固化温度过高或过低都会影响涂层的固化程度和结构稳定性,进而导致涂层厚度出现变化。例如,对于环氧改性耐高温涂层,固化温度要求在 120℃ - 150℃之间,误差控制在 ±5℃,在此温度区间内进行固化,能使涂层充分交联形成稳定结构,厚度保持稳定。
固化时间合理设置:依据涂层材料的特性和涂覆厚度等因素,准确确定固化时间。固化时间不足,涂层内部的化学反应不完全,强度和稳定性差,容易出现厚度变化;固化时间过长,可能会使涂层过度固化,产生内应力,同样影响厚度。比如,某种有机硅耐高温涂层涂覆厚度为 100 微米时,固化时间设定为 2 - 3 小时为宜,保证涂层固化充分且厚度稳定。
后处理工艺完善
打磨修整:在涂层固化后,对其表面进行适当的打磨处理,去除可能存在的凸起、毛刺等不均匀部分,使涂层表面更加平整光滑,同时也可以检查涂层厚度是否符合要求,对于局部厚度不足的地方可以进行补涂,然后再次打磨,通过这种方式进一步确保涂层最终厚度的稳定性和均匀性,常用于对表面平整度和厚度精度要求较高的部件。
质量检测与反馈调整:运用涂层测厚仪、显微镜等检测工具对涂层的厚度、微观结构等进行全面检测,将检测结果与设计要求进行对比分析。若发现厚度不符合要求或存在厚度不均匀等问题,及时反馈并调整相应的工艺参数,如涂覆参数、固化参数等,通过不断的检测和工艺优化循环,保证涂层厚度始终处于稳定且符合要求的状态。
通过以上工艺调整措施的综合运用,可以有效提高耐高温涂层厚度的稳定性,使其在使用过程中更好地发挥防护等功能。
室温固化聚硅氮烷,请查看
IOTA 9150, IOTA 9150K.
高温固化聚硅氮烷,请查看
IOTA 9108,
IOTA 9118.