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本发明属于涂层技术领域,具体涉及一种Q235钢表面耐磨疏水涂层及其制备方法,对Q235钢基体进行除锈、脱脂、喷砂预处理;通过大气等离子喷涂技术先在基体上制备成分为WC/Ni60 Al2O3的复合涂层,然后浸入含低表面能物质的溶液中修饰一段时间后,放入烘箱干燥,即可得到耐磨疏水WC/Ni60 Al2O3复合涂层。本发明针对背景技术中的问题提出了一种耐磨疏水WC/Ni60-Al2O3复合涂层及其制备方法，来提高Q235钢的耐磨疏水性能，延长其在油气、船舶等方面的使用寿命。

本发明技术方案如下：耐磨疏水WC/Ni60-Al2O3复合涂层在Q235钢基体表面的制备方法，具体包括如下步骤：(1)金属基体表面预处理：将基体材料置于溶剂中进行超声波除污清洗并干燥，然后使用喷砂机进行喷砂除锈处理；所述溶剂为酒精或丙酮。(2)微纳米结构耐磨涂层的制备：采用大气等离子喷涂技术，以Ni60自熔性合金粉末、WC和Al2O3陶瓷粉末为原料在基体表面制备微纳米结构耐磨涂层；大气等离子喷涂的参数：电流为450～550A，电压为65～75V，Ar2流量为35～45L/min，H2流量为6L/min，喷涂距离为80～130mm，送粉量为20～30g/min。

Q235钢具有良好的塑性、韧性和切削加工性能，且生产成本低廉，易于实现规模化生产，在石油化工和海洋船舶领域得到了广泛的应用。通过对“荷叶效应”的研究，人们可以制作出疏水表面，并且由此衍生出其在防水、耐腐蚀、船舶减阻等方面的应用。在Q235钢表面制备耐磨疏水涂层不仅可以提高工件耐磨性同时能提高防水、耐腐蚀性能，大大提高了Q235钢在石油化工、船舶等行业的使用寿命。

目前，人工制备疏水涂层的方法越来越多，根据疏水的理论依据，固体表面的疏水性能是由两个因素决定的，一个是其表面粗糙度的大小，另一个是固体表面的表面能，因此就有两种途径来制备疏水表面，一是降低固体原来的表面能，二是增加表面的粗糙度，这两种方法就是在低表面能固体上增加微织构来提高粗糙度和在高的表面能固体上构造微织构再用低表面能的物质去修饰。但是，传统技术制备的疏水涂层存在硬度低、表面耐磨性差等缺点。

本发明在涂层技术领域有着广泛的应用前景。

发明人：魏坤霞 田宇鹏 魏伟 杜庆柏 安旭龙 汪丹丹常州大学坐落于经济发达、人文荟萃的江南历史文化名城——江苏省常州市。学校始建于1978年，原名为南京化工学院无锡分院、常州分院，是一所在我国改革开放之初创办的省属全日制本科院校。1981年经国务院批准，正式定名为江苏化工学院。1984年实行江苏省人民政府和中国石油化工总公司联合办学机制，1992年正式成为中国石油化工集团公司（原中国石油化工总公司）管理的部属院校，并更名为江苏石油化工学院。2000年起，学校实行中央与地方共建、以江苏省管理为主的管理体制，2002年更名为江苏工业学院。2010年，经教育部批准更名为常州大学。2011年，江苏省人民政府与中国石油天然气集团公司、中国石油化工集团公司、中国海洋石油总公司签署共建常州大学协议。历经三十六年的建设和发展，学校成为一所以工学、理学、管理为主、多学科协调发展、具有“产学研”合作办学特色的普通高等院校。

本发明采用大气等离子喷涂技术构建微纳米结构耐磨粗糙表面，WC是制造硬质合金的主要材料，是六方非对称中心结构，晶胞中W原子组成八面体结构，并与所填充的C原子之间形成共价键，这种结构赋予WC硬质合金耐磨性好、硬度高等优异的物理性能。Ni60是高硬度的NiCrBSi粉末，涂层具有硬度高、耐蚀、耐磨等特点，Ni60热膨胀系数与金属基体接近，更有利于提高涂层与基体之间的结合力。Al2O3陶瓷材料硬度高、化学稳定性好、且资源丰富，制成Al2O3涂层耐磨系数低，是耐磨涂层材料的首选。

在喷涂过程中，由于Al2O3颗粒的密度较小，所以其比重也较小，经过焰流加速到达基体时的能量较小，在涂层表面沉积时不能获得足够的撞击能量，从而未能产生较大的变形量，故其表面的Al2O3颗粒容易形成圆形或椭球形结构。当喷涂电流较大，且氩气流量也较大，使得等离子焰流的温度更高，流速更快，粉末在焰流中能够较充分的熔融并且能分散开来，所以粉末在基体上沉积时分布更均匀更连续，同时也使得更多熔融的WC/Ni60粉末被气体分散成细小颗粒而粘附于Al2O3颗粒表面而形成了更多的微纳米级二元小乳突结构这种微纳米结构能够有效提高涂层的疏水性能。

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