敏感，陶瓷涂層90°入射的正面沖擊的沖蝕磨損率高達0.4mm3/g，而在30°入射時的沖蝕磨損率僅為0.083mm3/g，是相同條件下聚氨酯復合涂層沖蝕磨損率的1/3左右。
[0041]因此，本發明提出將車頭涂層尖端部位保持不變或更換為改性聚氨酯涂層，斜面部位更換為以WC-Co金屬陶瓷為代表的硬質陶瓷涂層，這樣車頭尖端的改性聚氨酯樹脂復合涂層的沖蝕磨損率為0.08mm3/g，車頭斜面的硬質陶瓷涂層的沖蝕磨損率為0.083mm3/g，整個車頭的沖蝕磨損率均在0.08mm3/g左右，相比原有涂層體系，沖蝕磨損率降為原有的1/3，涂層整體使用壽命提高了 3倍左右。
[0042]本發明將車頭尖端噴涂高韌性涂層，有效提高其抗正面沖蝕能力；斜面噴涂高硬度涂層，有效提高其抗劃擦能力。本發明的車頭涂層組合能夠保證車頭尖端及斜面位置涂層在運行時的壽命基本相同，適合統一更換；與現有的涂層相比，車頭涂層使用壽命提高3倍以上。
【附圖說明】
[0043]圖1動車組車頭示意圖；
[0044]圖2現有聚氨酯涂層沖蝕磨損率隨入射角度變化曲線；
[0045]圖3改性聚氨酯涂層沖蝕磨損率隨入射角度變化曲線；
[0046]圖4金屬陶瓷涂層沖蝕磨損率隨角度變化曲線。
[0047]圖5本發明所述的涂層組合的沖蝕磨損率隨角度變化曲線。
【具體實施方式】
[0048]所述實施例是為了說明本發明，但不用于限制本發明所要求保護的范圍。如沒有特別指明，所述的原料都是本領域常用的原料。
[0049]測定各種材料的沖蝕性能采用氣流噴射式沖蝕試驗機。噴砂式沖蝕實驗機由4部分組成:壓縮空氣供給系統、磨粒供給系統、測試室、除塵及回收裝置。壓縮空氣供給系統提供可調氣壓，高速氣流攜帶磨料粒子沖蝕試樣；磨粒供給系統用于儲存磨料粒子和精密控制供料速度；測試室用于放置實驗樣品以及調節沖蝕入射角度；除塵及回收裝置用于除塵及回收磨料粒子。該設備符合美國ASTMG76標準，粒子速度在20m/s-100m/s可調，入射角度在15。_90°可調。
[0050]實施例1
[0051]對現有的聚氨酯復合涂層體系進行沖蝕實驗，實驗參數設定為:粒子速度10m/S，供料速度為3.00g/min，粒子粒徑在100 μπι左右。
[0052]實驗結果發現該涂層無論是小角度沖蝕，還是正面沖蝕，沖蝕體積磨損率均在0.30mm3/g以上，具體實驗結果見圖2。
[0053]實施例2
[0054]在鋁合金基體上噴鍍60 μ m (干膜厚度)的雙組分環氧樹脂底漆，接著在上面噴涂30 μ m厚度的雙組份聚氨酯中漆和10ym厚度的改性聚氨酯面漆，由此制備試樣，進行沖蝕實驗。
[0055]實驗參數設定為:粒子速度100m/s，供料速度為3.00g/min，粒子粒徑在100 μπι左右，變化粒子入射角度，得改性聚氨酯涂層沖蝕磨損率隨入射角度變化曲線，如圖3所示。
[0056]30°入射的沖蝕磨損最大，沖蝕磨損率為0.25mm3/g，90°入射的正面沖擊時其沖蝕磨損率僅為0.08mm3/g。
[0057]實施例3
[0058]采用熱噴涂方法在鋁合金基體表面制備平均厚度在100 μm左右的WC-Co金屬陶瓷涂層，進行沖蝕實驗。
[0059]實驗參數設定為:粒子速度100m/s，供料速度為3.0Og/min，粒子粒徑在100 μπι左右，變化粒子入射角度，得WC-Co金屬陶瓷涂層沖蝕磨損率隨入射角度變化曲線，如圖4所不O
[0060]90°入射的正面沖擊的沖蝕磨損率最大，為0.4mm3/g，但30°入射沖蝕磨損率僅為 0.083mm3/g。
[0061]實施例4
[0062]在鋁合金基體表面熱噴涂80 ym的WC-Co金屬陶瓷涂層，同時在同一鋁合金基體的另一側噴鍍60 μ m(干膜厚度)的雙組分環氧樹脂底漆，接著在上面噴涂30 μ m厚度的雙組份聚氨酯中漆和100 μπι厚度的改性聚氨酯面漆，由此制備試樣，進行沖蝕實驗。
[0063]對金屬陶瓷涂層的沖蝕實驗入射角度在50°以上，對改性聚氨酯樹脂復合涂層的入射角度在50°以下，實驗結果見圖5，基本與圖3和圖4的曲線擬合結果相同。
【主權項】
1.一種用于動車車頭的抗沖蝕涂層組合，所述涂層組合為車頭尖端噴涂改性聚氨酯樹脂復合涂層，斜面噴涂金屬陶瓷涂層。
2.根據權利要求1所述的一種用于動車車頭的抗沖蝕涂層組合，其特征在于，所述改性聚氨酯樹脂復合涂層的厚度為60-500 μ m，優選100-300 μ m。
3.根據權利要求1或2所述的一種用于動車車頭的抗沖蝕涂層組合，其特征在于，所述改性聚氨酯樹脂復合涂層為聚氨酯/聚酯膩子/環氧底漆系復合涂層。
4.根據權利要求1或2所述的一種用于動車車頭的抗沖蝕涂層組合，其特征在于，所述改性聚氨酯樹脂復合涂層為改性聚氨酯/聚氨酯/環氧底漆系復合涂層。
5.根據權利要求2-4所述的一種用于動車車頭的抗沖蝕涂層組合，其特征在于，所述改性聚氨酯復合涂層的厚度為150-250 μ m。
6.根據權利要求4或5所述的一種用于動車車頭的抗沖蝕涂層組合，其特征在于，所述改性聚氨酯復合涂層由下述涂層組成，各涂層的厚度以干膜厚度計:80-120 μπι厚度的改性聚氨酯面漆，20-40 μ m厚度的雙組份聚氨酯中漆和50-80 μ m的雙組分環氧樹脂底漆。
7.根據權利要求4、5或6所述的一種用于動車車頭的抗沖蝕涂層組合，其特征在于，所述改性聚氨酯復合涂層由下述涂層組成，各涂層的厚度以干膜厚度計:100 μ m厚度的改性聚氨酯面漆，30 μ m厚度的雙組份聚氨酯中漆和60 μ m的雙組分環氧樹脂底漆。
8.根據權利要求1所述的一種用于動車車頭的抗沖蝕涂層組合，其特征在于，所述金屬陶瓷涂層為硬度高于900Hv的金屬陶瓷涂層，所述金屬陶瓷涂層的厚度為60-500 μ m，優選 100-300 μmD
9.根據權利要求1或8所述的一種用于動車車頭的抗沖蝕涂層組合，其特征在于，所述金屬陶瓷涂層為WC-Co、八1203-1102或WC-CoCr金屬陶瓷；所述金屬陶瓷涂層的厚度為80-200 μ m ;更優選 80-120 μ m。
10.根據權利要求1或8所述的一種用于動車車頭的抗沖蝕涂層組合，其特征在于，所述金屬陶瓷涂層為WC-Co金屬陶瓷；其中WC-Co金屬陶瓷中的WC含量為88% ;Co含量為12% ;所述WC-Co金屬陶瓷涂層的厚度為80-200 μm ;更優選80-120 μπι。
【專利摘要】本發明涉及一種用于動車車頭的抗沖蝕涂層組合，所述涂層組合是車頭尖端噴涂改性聚氨酯樹脂復合涂層，斜面噴涂硬質陶瓷涂層。本發明將車頭尖端噴涂高韌性涂層，有效提高其抗正面沖蝕能力；斜面噴涂高硬度涂層，有效提高其抗劃擦能力，本發明的車頭涂層組合能夠保證車頭尖端及斜面位置涂層在運行時的壽命基本相同，適合統一更換；與現有的涂層相比，車頭涂層使用壽命提高3倍以上。
【IPC分類】B32B27-40, B32B27-38, C09D163-00, B32B27-08, C23C4-12, C09D175-04, B32B33-00, C22C29-08, C09D5-08, C23C4-04
【公開號】CN104530945
【申請號】CN201410662845
【發明人】李光, 夏原, 劉仁, 張世欣, 王小成, 武傳田
【申請人】中國科學院力學研究所
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2014年11月19日