[發(fā)明專利]一種數(shù)控沖床浮動(dòng)夾鉗表面耐磨涂層的制備方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202010533111.4
• 申請日: 2020-06-12
• 公開（公告）號(hào): CN111676439A
• 公開（公告）日: 2020-09-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張皓;徐金勇;盧玉靈;劉可為;魏新龍;肖金坤;張超
• 申請（專利權(quán)）人: 揚(yáng)州大學(xué)
• 主分類號(hào): C23C4/134
• 分類號(hào): C23C4/134;C23C4/11
• 代理公司: 揚(yáng)州蘇中專利事務(wù)所(普通合伙) 32222
• 代理人: 許必元

一種數(shù)控沖床浮動(dòng)夾鉗表面耐磨涂層的制備方法，首先按照涂層的成分配比稱取氧化鉻陶瓷顆粒和低熔點(diǎn)添加劑，并混合均勻，然后通過大氣等離子噴涂技術(shù)在噴砂處理后的夾鉗表面制備高性能耐磨涂層。本發(fā)明克服了傳統(tǒng)的數(shù)控沖床浮動(dòng)夾鉗利用燕尾槽結(jié)構(gòu)會(huì)造成板料在夾持過程中局部變形等問題。混合粉末中低熔點(diǎn)玻璃粉添加劑具有獨(dú)特的“球形”結(jié)構(gòu)，使其流動(dòng)性更好，堆積形成的休止角更小，有利于混料更加均勻，基料與填料可以充分密實(shí)，極大改善制備涂層的致密度，有效克純氧化鉻涂層在使用過程中存在的問題，使得涂層摩擦學(xué)性能更優(yōu)、服役壽命更長、制備成本更低，且噴涂過程對數(shù)控沖床浮動(dòng)夾鉗基體熱影響小，不會(huì)改變基體本身的組織與形狀。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及熱噴涂技術(shù)、表面工程及材料科學(xué)領(lǐng)域，特別涉及一種數(shù)控沖床浮動(dòng)夾鉗表面耐磨涂層的制備方法。

背景技術(shù)

磨損、腐蝕和斷裂是材料失效的三種主要形式，其中由摩擦所導(dǎo)致的磨損是數(shù)控沖床浮動(dòng)夾鉗失效的主要原因。因此，在夾鉗設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)綜合考慮夾鉗生產(chǎn)材料的選取和加工工藝的優(yōu)化，以延長其連續(xù)工作時(shí)間。同時(shí)，數(shù)控沖床浮動(dòng)夾鉗通常采用燕尾槽結(jié)構(gòu)，以增加夾持板材時(shí)的摩擦阻力。但是，傳統(tǒng)的燕尾槽結(jié)構(gòu)在使用過程中存在一定的局限性，如當(dāng)夾持力較小時(shí)，板料相對于夾鉗會(huì)發(fā)生位移；而但夾持力較大時(shí)，會(huì)出現(xiàn)板料在夾持過程中出現(xiàn)局部變形等問題，影響生產(chǎn)過程及最終產(chǎn)品質(zhì)量。

表面涂覆涂層是提高數(shù)控沖床浮動(dòng)夾鉗表面耐磨性能中最有效、最常用的一種方法。目前，陶瓷材料由于具有較高的化學(xué)穩(wěn)定性、硬度和強(qiáng)度等優(yōu)點(diǎn)，在耐磨涂層的研究中扮演了重要的角色，其中氧化物陶瓷材料由于制備方法簡單，性能優(yōu)良，從而成為目前研究最多，應(yīng)用最廣的涂層材料。因此，采用氧化物陶瓷涂層代替?zhèn)鹘y(tǒng)的燕尾槽結(jié)構(gòu)可有效避免上述問題的產(chǎn)生，延長數(shù)控沖床浮動(dòng)夾鉗的服役壽命，極大改善產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率。

由于具有良好的耐熱性和化學(xué)穩(wěn)定性，高的機(jī)械強(qiáng)度等優(yōu)勢，氧化鉻陶瓷涂層表現(xiàn)出優(yōu)異的耐磨性能。如：

廣東省新材料研究所、廣州粵有研表面工程有限公司提出了攪拌桶及其制造方法（發(fā)明專利申請公布號(hào)CN 110158016 A），其公開了在攪拌桶的內(nèi)壁和/或其攪拌輪表面制備氧化鉻陶瓷涂層，涂層制備方法采用等離子噴涂技術(shù)。該技術(shù)方案由于熱失重的原因，涂層于基體結(jié)合強(qiáng)度較低，從而造成涂層脫落。同時(shí)，氧化鉻的韌性較低，當(dāng)涂層受到持續(xù)壓應(yīng)力的作用時(shí)，在涂層的孔隙、夾雜物以及晶界處會(huì)形成裂紋源，裂紋擴(kuò)展會(huì)導(dǎo)致涂層在服役過程中發(fā)生斷裂。因此，純氧化鉻陶瓷涂層已無法滿足目前的使用要求，氧化鉻基復(fù)合涂層成為發(fā)展趨勢。

又如：江蘇固格瀾柵防護(hù)設(shè)施有限公司提出了一種高硬度高耐磨防腐涂層及其制備方法（發(fā)明專利申請公布號(hào)CN107739539 A），其公開了涂層原料為氧化鉻和氧化鋁顆粒，涂層的制備方法為等離子噴涂技術(shù)。該技術(shù)所采用的微米級(jí)的添加相在高溫條件下會(huì)因晶粒長大而出現(xiàn)涂層性能下降和失效的問題。

再如：常熟市大生機(jī)械廠提出的一種強(qiáng)制式混凝土攪拌機(jī)葉片（發(fā)明專利申請公布號(hào)CN102990780A），公開了一種氧化鉻/氧化鋁/氧化鈦/氧化硅復(fù)合梯度耐磨涂層，涂層的制備方法為等離子噴涂技術(shù)。該技術(shù)方案所采用的添加相不能與氧化鉻基材形成良好的冶金結(jié)合，顆粒間結(jié)合界面強(qiáng)度低，從而導(dǎo)致涂層在服役過程中容易出現(xiàn)顆粒剝落現(xiàn)象。

以上案例僅僅通過向氧化鉻基材中添加增強(qiáng)顆粒提高涂層的摩擦學(xué)性能，制備涂層的微觀結(jié)構(gòu)達(dá)不到本專利的致密度，故對涂層耐磨性能的提升幅度有限。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服傳統(tǒng)的數(shù)控沖床浮動(dòng)夾鉗利用燕尾槽結(jié)構(gòu)會(huì)造成板料在夾持過程中局部變形等問題，提供一種數(shù)控沖床浮動(dòng)夾鉗表面耐磨涂層的制備方法。本發(fā)明涂層性能的提高除了與增強(qiáng)相的彌散強(qiáng)化有關(guān)之外，主要是由于所添加的球形玻璃粉具有獨(dú)特的“球形”結(jié)構(gòu)，使其流動(dòng)性更好，堆積形成的休止角更小，有利于混料更加均勻，基料與填料可以充分密實(shí)，極大改善制備涂層的致密度，有效克服純氧化鉻涂層在使用過程中存在的問題，顯著提高了復(fù)合涂層的摩擦學(xué)性能。