[發明專利]一種超硬材料工具的表面鋅鉻化處理方法及該方法中使用的鋅鉻包覆涂料

有效

• 申請號: 201410109417.1
• 申請日: 2014-03-21
• 公開（公告）號: CN104928671B
• 公開（公告）日: 2017-10-10
• 發明（設計）人: 任孟德;秦建新;陳超;林峰;張昌龍;周海濤;何小玲
• 申請（專利權）人: 中國有色桂林礦產地質研究院有限公司
• 主分類號: C23C24/00
• 分類號: C23C24/00
• 代理公司: 桂林市持衡專利商標事務所有限公司45107
• 代理人: 唐智芳

技術領域

本發明涉及金屬表面處理技術領域，具體涉及一種超硬材料工具的表面鋅鉻化處理方法及該方法中使用的鋅鉻包覆涂料。

背景技術

超硬材料工具是指以金剛石或立方氮化硼單晶等為原料制取的磨料、聚晶及與其它材料結合而成的復合材料及制品。目前市場上主流的超硬材料工具主要包括：磨具、刀具、鉆具、鋸切工具、拉拔工具、修整工具、其它硬質合金模具量具刃具等。制備超硬材料工具的傳統工藝方法有金屬結合、樹脂結合、燒結結合、陶瓷結合、電鍍電泳電鑄、熱壓成型、氣相沉積、焊接等。其中，金屬結合、熱壓、氣相沉積以及焊接工藝，對設備的要求比較高；燒結、陶瓷結合則對原料要求較嚴格，通常較昂貴；樹脂結合、電化學結合雖克服了成本問題而得到廣泛應用，但是其工藝能耗較高，穩定性以及磨料與基體結合力較差。因此超硬材料工具行業急需一種工藝路線簡單、造價低廉、質量穩定且適宜推廣應用的涂覆技術。

要解決傳統超硬材料制備方法的弊端需從以下幾個方面入手，(1)成本：要在低端設備的基礎上進行，盡量避免高溫，高壓制備的技術路線；(2)涂覆層的形成性質：物理鍵結合的包覆層存在天然的塑造困難和結合力缺陷，化學鍵結合的包覆層結合緊密，微觀應力抓牢效果好，特別是金屬間化合物具有高熵高穩定性的優點；(3)包鑲要均勻并且節省磨料：眾所周知，超硬工具的核心部分是鑲嵌料，最昂貴的也是鑲嵌料，解決熱壓、震動成型等耗費鑲嵌料的缺點刻不容緩，因此鑲嵌料必須是盡量均勻分散在涂覆層；(4)操作簡單：避免技術復雜的工藝，最好采用直接的噴涂刷涂方法，不用或盡量少的維護涂覆液，管理方便的工藝；(5)周期時間短：涂覆層能快速成膠，固化；(6)涂覆層無氫脆：盡量避免酸洗除油過程、電化學過程、緊固處理等的析氫反應。(7)與基體相容性好：針對不同材質，不同形狀、尺寸的基體都能順利涂覆。

涂覆工藝(如噴涂、刷涂等)具有工藝簡單、周期短且與基體相容性好的特點，同時涵蓋美國軍方七十年代首創的鋅-鉻酸鹽復合涂層技術精髓，即達克羅(DACROTIZED)工藝，具有熱穩定性高、耐腐性好、結合力強、可同基體共同性變、不起波、不剝落及不裂紋等優點。但至今還未見有鋅鉻膜達克羅類似技術專門用于制備超硬材料工具的包覆的報道和研究。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種超硬材料工具的表面鋅鉻化處理方法及該方法中使用的鋅鉻包覆涂料。采用本發明所述的鋅鉻包覆涂料對工件進行表面處理得到的鋅鉻包覆涂層無氫脆，固化速度快，包鑲均勻，耐腐蝕性優良，且與超硬材料工具的結合力好。

本發明所述的超硬材料工具的表面鋅鉻化處理方法，包括對工件進行表面鋅鉻化處理，所述的對工件進行表面鋅鉻化處理是將含有超硬磨料的鋅鉻包覆涂料涂覆于工件的工作區表面，晾干后置于300～400℃條件下保溫60min以上的時間，取出，冷卻，工件表面即形成有一層鋅鉻包覆涂層；其中，所述的含有超硬磨料的鋅鉻包覆涂料由下述重量百分比的原料制成：

金屬粉40～50％、無機物粉4～6％、固化樹脂18～24％、骨料0.5～2％、超硬磨料3～5％和余量的有機溶劑；其中：

金屬粉為鋅粉，或者是鋅粉與鋁粉的組合；

無機物粉為三氧化鉻和／或三氧化二鉻。

上述技術方案中，在對工件進行表面鋅鉻化處理前需要先將工件進行基體拋光、噴砂除銹、脫脂除油等常規前處理，這些前處理均可按現有常規方法進行，具體可以是采用機械振磨對金屬基體進行常規磨光，采用常規干法噴砂除銹，采用超聲波清洗機并加入金屬去污粉進行脫脂除油。所述的工件一般為金屬、合金件、棉布或人造纖維等，通常可以是45#鋼，或者是以鋼基、不銹鋼基、鈦基、銅基等制成的產品。