[發明專利]一種輕質合金表面硬質不沾涂層的制備方法及噴涂裝置

在審

• 申請號: 202210862509.1
• 申請日: 2022-07-21
• 公開（公告）號: CN115316853A
• 公開（公告）日: 2022-11-11
• 發明（設計）人: 王紅杰;史文璐;陳剛;劉凱;杜喜望;楊曉禹;祁澤星
• 申請（專利權）人: 中國兵器科學研究院寧波分院
• 主分類號: A47J36/02
• 分類號: A47J36/02;C25D11/30
• 代理公司: 寧波誠源專利事務所有限公司 33102
• 代理人: 袁忠衛

一種輕質合金表面硬質不沾涂層制備方法及其噴涂裝置，步驟：預處理，確定器具材質牌號和待處理區域，對待處理區以外區域進行封裝保護；多孔硬質基底層制備；超聲霧化噴涂封孔，采用易揮發溶劑對基底層進行潤濕處理，通過超聲霧化噴涂含改性聚四氟乙烯的封孔劑進行封孔；燒結固化，通過負壓低溫預燒結和高溫燒結固化制備不沾涂層。與現有技術相比，本發明的多功能噴涂裝置結構合理，能有效防止封孔劑顆粒向作業環境擴散，利于環保；本發明的制備方法藝科學合理，可大大提升硬質不沾涂層在輕質合金表面的附著力，提高硬質不粘涂層的使用壽命。

技術領域

本發明屬于表面處理領域，涉及一種輕質合金表面硬質不沾涂層的制備方法及其多功能超聲霧化噴涂裝置。

背景技術

隨著材料科學的發展和居民生活品質的提升，市場對高端、智能炊具更新換代的需求日趨迫切。疏水疏油不沾涂層具有耐蝕、自清潔等特性，是理想的炊具涂層材料，尤其是對于以鍋、碗、瓢、盆、鏟等為主的與油煙直接接觸的炊具，會直接影響人們的使用體驗。

目前國內外對不沾技術研究較多，通過修飾低表面能物質或構建粗糙結構可實現超疏不沾特性，但實際應用范圍較小。以不粘鍋為例，通常是采用噴涂含聚四氟乙烯或陶瓷涂料獲得不沾特性。這類通過噴涂形成的涂層結合強度和硬度不高，使用過程中，通常會因與基材物化性能差異較大或使用不當而出現剝落和劃傷。此外，涂層所處的局部高低溫、腐蝕、油煙等環境也極易造成涂層老化，失去自清潔性而沾染污物或腐蝕，增加清洗維護成本，嚴重影響器具的使用體驗。

經查，現有專利申請號為201710166632.9(公開號為CN107115005A)中國發明專利申請《一種微弧氧化不粘鍋及其制備方法》，所述的微弧氧化不粘鍋包括：鍋體基材層，微弧氧化膜層，微弧氧化膜層中設置有固體潤滑顆粒。通過在微弧氧化膜層中設置固體潤滑顆粒實現自潤滑復合膜層的制備。還有，專利申請號為201910632467.0(公開號為CN110448183A)中國發明專利《一種基于微弧氧化的不粘鍋滲透工藝》，其包括以下步驟：選用基材；拉伸成型；微弧氧化；滲透填充，通過在微弧氧化膜層中設置固體潤滑顆粒獲得自潤滑復合膜層。

上述不沾涂層的制備方法存在以下不足：①由于微弧氧化反應的復雜性，直接添加潤滑顆粒的電解液成膜特性差，電解液廢液成分復雜化，處理難度提升，不符合環保的要求；②硬度高的微弧氧化膜表面微孔只有微米級別，甚至更小，常規噴涂、涂敷方法難以使潤滑劑進入到膜層的微孔中，如最常見的帶涂層的不粘鍋和電飯煲內膽，硬質基底層只起到增加涂層附著力的作用，致使該類不沾涂層表面硬度低、長期使用易剝落。

發明內容

本發明所要解決的第一個技術問題是提供一種附著力高、使用壽命長的輕質合金表面硬質不沾涂層的制備方法，有效提升硬質層表面孔隙率和均一度的同時，確保硬質層具有較高的硬度和優異的耐磨性。

本發明所要解決的第二個技術問題是提供一種輕質合金表面硬質不沾涂層的制備的多功能超聲霧化噴涂裝置。

本發明解決上述第一個技術問題所采用的技術方案為：一種輕質合金表面硬質不沾涂層的制備方法，其特征在于包括以下步驟：

1)確定并記錄器具材料的牌號，對器具待處理區域進行標記；

2)對待處理區域進行清潔預處理：打磨、拋光、清洗；

3)對待處理區域以外的區域進行封裝保護；

4)根據器具材料牌號配置相應的微弧氧化電解液，氧化處理制備硬質多孔基底層；

5)對多孔硬質基底層進行潤濕預處理；

6)超聲霧化噴涂封孔：采用多功能超聲霧化噴涂裝置進行噴涂，根據封孔劑噴涂速度匹配加熱溫度進行封孔處理；

7)燒結固化：待器具充分冷卻后，依次對器具進行負壓低溫預燒結和高溫燒結固化。