涂料文集
改性环氧耐磨涂层的耐磨性能研究
张微,黄伟九,龙军峰,李静典,吴 霞,任立交
( 重庆工学院材料科学与工程学院, 400050)
摘要:改性环氧耐磨涂层是一种抗冲蚀磨损的金属基涂层。本文介绍了涂层的制备工艺,并对影响涂层的耐磨性因素进行了详细研究。当骨料含量为 25 %,粗颗粒含量为 20 % ,涂层厚度在 130 ~ 150 μ m 时,涂层的耐磨性能最佳。
关键词:改性;环氧;耐磨涂层;冲蚀磨损;影响因素
0 引 言
随着高新技术的不断发展,在水力、电力和海洋运输等行业中,工程机械、设备及构件的工作条件变得日益苛刻,如水轮机、各种类型的水泵等,它们不仅工作在较高的腐蚀环境中,同时又承受着不同介质的冲击与磨损。在金属机械设备表面涂装一层耐磨涂层,是提高其使用寿命的有效途径之一。本文采用自制的聚氨酯改性环氧树脂为胶粘剂,添加硬质陶瓷骨料,制备出改性环氧耐磨涂层,并研究了各种因素对 其耐磨性能的影响。
1 实验
1 . 1 涂层的制备
改性环氧耐磨涂层的配方为:自制的聚氨酯改性 环氧树脂 45 % ~ 60 % ( 质量分数,下同 ) 、低分子 650 # 聚酰胺 13 % ~ 17 % 、粗颗粒 SiC 5 % ~ 10 % 、细颗粒 SiC 15 % ~ 25 % ,适量助剂。其制备工艺流程如图 1 所示。
图 l 改性环氧涂层的制备工艺流程
1 . 2 涂层耐磨性能测试
为模拟冲蚀磨损状态环境,在 QQM 轻型球磨机的小号球磨罐中装有水和各种粒径 (0 . 5 ~ 15mm) 的河砂,河砂与水的质量比为 1 : 3 。试件尺寸为 70 mm × 35 mm × 0 . 75 mm 片状。在上皿电子天平 (FA1104 型 ) 上测每小时磨损后试样的质量,用公式 E= 失去的质量/原有质量× 100 %算出磨损率,并取 10 h 内每小时磨损率的平均值,对涂层的耐磨性进行测定。
2 结果与讨论
2 . 1 骨料含量对涂层耐磨性能的影响
冲蚀磨损是材料受到松散的流动小粒子冲击时,表面产生塑性变形、断裂而破坏的一类磨损现象。改善环氧树脂的韧性以及选择硬度高和耐磨性好的陶瓷骨料是提高涂层抗冲蚀磨损性能的有效途径。本实验选用硬度高、耐磨性优良的 SiC 陶瓷颗粒作为涂层的骨料,骨料含量对涂层耐磨性能的影响如图 2 所示。
图 2 骨料含量与涂层磨损率的关系
由图 2 可知,当骨料含量 <25 % 时,涂层的耐磨性随骨料的加入量的增加而提高;当骨料含量 >25 %时,涂层耐磨性随骨料加入量的增加而降低。涂层中陶瓷骨料的加入量不同,形成的涂层内部结构也有差别,这使它们的磨损机理也有所不同。
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