[發明專利]一種納米粉末制備復合涂層的工藝

有效

• 申請號: 201810412553.6
• 申請日: 2018-05-03
• 公開（公告）號: CN108677183B
• 公開（公告）日: 2021-03-05
• 發明（設計）人: 簡明德;王人婷;吳文童
• 申請（專利權）人: 福建工程學院
• 主分類號: C23C24/10
• 分類號: C23C24/10;B05D1/04
• 代理公司: 福州市鼓樓區京華專利事務所(普通合伙) 35212
• 代理人: 王美花

本發明提供了一種納米粉末制備復合涂層的工藝，包括：對工件進行預處理；用粘接劑溶液將納米粉末材料均勻混合成液體狀；采用靜電噴涂法，將電源的正極連接工件并接地，而負極高壓連接靜電噴槍，槍口與工件形成一強電場區域，噴涂時壓縮空氣將液體狀的納米粉末材料抽吸至靜電噴槍嘴霧化，在電場的作用下，迅速飛向正極，均勻地吸附在工件的表面，然后真空干燥，形成預置層；對所述預置層進行激光熔覆，即得復合涂層。本發明的復合涂層固化時間短，附著力強，外觀質量優異、成本低，納米粉末均勻、表面光滑平坦。

【技術領域】

本發明具體涉及一種納米粉末制備復合涂層的工藝。

【背景技術】

納米結構材料是指幾何尺寸達到納米量級，并且表現出一些截然不同于普通結構材料力學和物理化學性能的材料。利用納米結構材料的優越性來制備涂層，為材料表面處理技術提供了新的研究方向。目前，納米陶瓷涂層主要制備方法有溶膠－凝膠、物理氣相沉積、化學氣相沉積、電鍍、激光熔覆、熱噴涂等。納米粉末，其粉末粒度降低到納米尺度，具有普通粉末材料不具備的特殊性質，因此，吸引了研究者們的注意，將納米陶瓷粉作為主體材料，利用激光熔覆于金屬合金表面制備納米陶瓷復合涂層。以上研究表明，采用激光熔覆納米陶瓷粉末制備納米結構涂層初步顯示了納米材料的“納米效應”與激光工藝相結合的優勢，不過也存在一系列問題。由于納米粉末細小，如同步送粉容易堵塞噴頭，納米粉末易氣化、飛濺，涂層易產生空洞、裂紋和剝落等問題。這些因素的綜合作用使得激光熔覆純納米粉末所制備的納米結構涂層還達不到預期的效果。

【發明內容】

本發明要解決的技術問題，本發明在于提供一種納米粉末制備復合涂層的工藝。

本發明是這樣實現的：一種納米粉末制備復合涂層的工藝，包括以下步驟：

(1)對工件進行預處理，清理掉工件表面的灰塵、油垢和銹蝕；

(2)用粘接劑溶液將納米粉末材料均勻混合成液體狀，備用；

(3)采用靜電噴涂法，將電源的正極連接工件并接地，而負極高壓連接靜電噴槍，槍口與工件形成一強電場區域，噴涂時壓縮空氣將液體狀的納米粉末材料抽吸至靜電噴槍嘴霧化，在電場的作用下，迅速飛向正極，均勻地吸附在工件的表面，置于真空干燥箱中烘干，形成預置層；

(4)對所述預置層進行激光熔覆，即得復合涂層。

進一步地，所述靜電噴涂的各工藝參數如下：靜電輸出60～90kV，電流10～20uA，流速壓力0.3～0.45MPa，機體預熱溫度100～180℃，噴涂時間20～50s，噴槍往復速度30～60mm/s，噴涂流量2～5cc/s，樹脂/納米粉末0.2～0.6，烘烤時間20～50min。

進一步地，所述激光熔覆的各工藝參數如下：功率800-3500W，氬氣流量1200-2400ml/min，掃描速度2-8mm/s，離焦量10-30mm。

進一步地，所述納米粉末材料為純納米陶瓷粉末，金屬與納米陶瓷混合粉末，或包覆型粉末。

進一步地，所述金屬包括Ni基、Co基或Fe基；所述納米陶瓷粉末包括納米WC、納米BN、納米AlN、納米SiC、納米TiO₂或其中的任意復合粉末。

進一步地，所述粘接劑為還氧聚酯粉末涂料，所述還氧聚酯粉末涂料包括還氧樹酯、聚酯樹酯、固化劑和顏料。

本發明的優點在于：復合涂層固化時間短，附著力強，外觀質量優異、成本低，納米粉末均勻、表面光滑平坦。

【附圖說明】

下面參照附圖結合實施例對本發明作進一步的說明。

圖1為本發明中復合涂層的SEM圖。

圖2為本發明中復合涂層的復合涂層表面粗糙度圖。

【具體實施方式】