[發(fā)明專利]一種WC硬面涂層材料復合有機高分子軟涂層材料的制備方法

有效

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• 申請日: 2013-02-05
• 公開（公告）號: CN103103474A
• 公開（公告）日: 2013-05-15
• 發(fā)明（設計）人: 張瑞珠;趙元元;程金星;張潔溪;李剛;盧海霞
• 申請（專利權）人: 華北水利水電學院
• 主分類號: C23C4/18
• 分類號: C23C4/18;C23C4/10;C09D175/08
• 代理公司: 鄭州紅元帥專利代理事務所(普通合伙) 41117
• 代理人: 王瑞麗

技術領域

本發(fā)明是在Cr-Ni系金屬表面進行WC硬面涂層材料復合有機高分子軟涂層材料的制備方法，具體為一種WC硬面涂層材料復合有機高分子軟涂層材料的制備方法。

背景技術

近年來，我國的工程機械、礦用機械、水利機械發(fā)展迅猛，尤其是大型的水利機械設備的發(fā)展越來越受到行業(yè)內的重視，而這些設備大多選用Cr-Ni系不銹鋼作為基體材料，在實際應用中，磨蝕的問題一直是本行業(yè)的一大頑疾，這也成為本領域技術人員研究的焦點問題。經過這些年的努力，許多研究者也提出了很多優(yōu)秀的表面處理工藝方法，像等離子熔覆、電火花表面沉積、表面堆焊耐磨材料等等，這些工藝在金屬表面都能通過改性處理進行磨蝕防護，也都有一定的應用經驗，但每個工藝都有其自身的缺陷，等離子熔覆工藝不易控制，電火花表面沉積涂層太薄，表面堆焊材料成本較高等等。

發(fā)明內容???????????????

本發(fā)明的目的是提供一種WC硬面涂層材料復合有機高分子軟涂層材料的制備方法，使得金屬表面硬度、耐磨性、耐沖擊性、耐腐蝕性得到提高，從而延長設備的使用壽命。

本發(fā)明采用以下技術方案：???????????????

一種WC硬面涂層材料復合有機高分子軟涂層材料的制備方法，具體步驟如下：

第一步，工件表面進行預處理；

第二步，采用硬質合金WC作為陽極，固定在電火花沉積槍內，以工件表面為陰極進行沉積熔覆，沉積電壓為200～300V,沉積頻率為600～2000Hz,沉積速率為2～5min/cm²,?保護氬氣流量設定在5～20L/min,沉積槍的轉速為2500～5000r/min,電極伸長長度2～10mm；

第三步，檢測電火花沉積層厚和錨紋深度，電火花涂層達到30～50μｍ，錨紋深度達到160μｍ以上；

第四步，清洗WC沉積層；

第五步，使用樹脂型防腐底漆進行表面防腐處理，固化7小時以上；

第六步，防腐底漆表面涂抹環(huán)氧型粘結劑，固化時間在1小時以上；第七步，雙組份改性聚氨酯混合均勻后進行霧化噴涂，噴涂氣壓為

0.4MPa，固化時間7天以上。

作為優(yōu)選，所述雙組份改性聚氨酯分為A、B兩種組份，A、B組份重量比為2:1；其中A組份為端異氰酸酯預聚體，B組份由端氨基聚醚、多元胺擴鏈劑，色漿經真空脫水后加入胺類催化劑攪勻包裝而成。?

作為優(yōu)選，所述A、B兩組分的黏度控制在50～100Pa.s。

作為優(yōu)選，所述環(huán)氧型底漆使用前可以使用丁酮進行稀釋，混合物與丁酮體積比為3:1?。

作為優(yōu)選，所述第七步中，雙組份改性聚氨酯噴涂后復合涂層粗糙度在Ra3.2以下，硬度為95±5HA,?拉伸強度≥17MPa,撕裂強度≥45N/mm。??

本發(fā)明的有益效果為：????????

1.????本發(fā)明采用電火花沉積-有機高分子噴涂設備，以Cr-Ni系不銹鋼材料為熔覆-噴涂對象，首先在基體表面沉積WC硬面材料，作為第一層防護，然后以WC復合有機高分子軟材料（改性聚氨酯），作為第二層防護，構成一硬一軟兩層防護，耐磨性和硬度都得到提高，脆性降低，同時又具有很強的防腐蝕性。而且與基材的結合力比常規(guī)有機高分子材料高2-3倍。

2.??本發(fā)明的復合涂層中，第一層厚度較薄，達到30～50μｍ，而且錨紋深度較深，粗糙度較大，以第一層涂層為基，噴涂有機高分子聚氨酯材料，吸附力更強，同時可以降低表面粗糙度至Ra3.2以下，表面光潔度更好，更美觀。

3.????本發(fā)明的復合涂層與沉積-噴涂設備功率、電壓、頻率以及雙組份高分子聚氨酯材料的配比等操作因素相關，因此可以通過對熔覆參數(shù)的適當調節(jié)和聚氨酯組份的配比優(yōu)化選擇，選擇最佳工藝參數(shù)提高涂層的性能。

4.本發(fā)明所用設備簡單便攜，不僅可用了修補，而且可用于大面積的表面防護處理，各個工藝參數(shù)容易控制和獲得。

具體實施方式：

以下用實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明：

實施例1：

具體步驟如下：

第一步，工件表面進行預處理，將工件表面修整平整，無明顯表面缺陷；

第二步，采用硬質合金WC作為陽極，固定在電火花沉積槍內，以工件表面為陰極進行沉積熔覆，沉積電壓為220V,沉積頻率為600Hz,沉積速率為2min/cm²,?保護氬氣流量設定在5L/min,沉積槍的轉速為2500r/min,電極伸長長度3.5mm；