一种金属涂层配方及喷涂方法
阅读说明：本技术 一种金属涂层配方及喷涂方法 (Metal coating formula and spraying method ) 是由 苗珍录 于 2021-07-06 设计创作，主要内容包括：本发明属于金属涂层技术领域,尤其一种金属涂层配方及喷涂方法,包括耐磨层和粘结层,所述耐磨层包括氧化硅粉末、去离子水、氧化铅粉末、碳化硅、碳化钨和密着剂,所述粘结层包括环氧树酯、聚酯树酯、甲醚化氨基树酯、流平剂、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸和过氧化苯甲酰；本发明制得粘结剂,具有很好的粘结性能,不会受到环境、温度的影响,稳定性高,对耐磨层起到很好的粘结作用,增强耐磨层的防脱性能,自制的耐磨层具有很好的致密性和韧性以及耐蚀、优异的高温强度,拥有较低的摩擦系数同时还有减磨性,提升金属涂层的整体性能,有效提高金属涂层的使用寿命。(The invention belongs to the technical field of metal coatings, and particularly relates to a metal coating formula and a spraying method, which comprise a wear-resistant layer and a bonding layer, wherein the wear-resistant layer comprises silicon oxide powder, deionized water, lead oxide powder, silicon carbide, tungsten carbide and an adhesive, and the bonding layer comprises epoxy resin, polyester resin, methylated amino resin, a leveling agent, hydroxyethyl acrylate, acrylic acid and benzoyl peroxide; the prepared adhesive has good adhesive property, is not influenced by environment and temperature, has high stability, plays a good role in bonding a wear-resistant layer, enhances the anti-falling performance of the wear-resistant layer, has good compactness and toughness, corrosion resistance and excellent high-temperature strength of the self-made wear-resistant layer, has lower friction coefficient and friction reduction, improves the overall performance of a metal coating, and effectively prolongs the service life of the metal coating.)
技术领域
本发明涉及金属涂层技术领域，尤其涉及一种金属涂层配方及喷涂方法。
背景技术
涂层是涂料一次施涂所得到的固态连续膜，是为了防护，绝缘，装饰等目的，涂布于金属，织物，塑料等基体上的塑料薄层。涂料可以为气态、液态、固态，通常根据需要喷涂的基质决定涂料的种类和状态。随着社会科技发展以及航空、航海、工业对机械运行环境要求愈发极端，机械运动部件面临着严重的摩擦磨损问题，因此需要高性能的耐磨耐蚀涂层提供保障。另一方面，目前各行各业机械正朝着长寿命、高稳定的方向发展，对设备涂层的性能要求日益提高。而目前所采用的涂层材料和技术都是上世纪70、80年代发展起来的，在可靠性、长寿命、超低摩擦等方面已经不能满足使用要求。近些年适用于极端工况下涂层材料的低摩擦和长寿命是关键技术，因此具有十分重要的意义。目前大部分发动机运行5年以上就会出现明显的部件磨损，极大的降低了整体性能，随着当今社会汽车的普及和全球范围的节能减排，对机械的可靠性和使用寿命提出了更高的要求。不仅仅是交通运输，航空、航天、核能等高尖端技术迫切要求使用耐高温、耐磨、低摩擦的涂层以保护金属零部件的表面，增加航天等领域关键零部件的工作效率、输出功率和使用寿命。
金属涂层可以防止过度的机械摩擦，延长零件的使用寿命。另外可以隔绝氧气的进入，防止氧化生锈，保证材料的使用性能，现有的金属涂层耐磨性能较差，在摩擦时也容易发生脱落，使得金属涂层的使用寿命受到极大的影响。
因此，本申请中提出一种金属涂层配方及喷涂方法。
发明内容
(一)发明目的
为解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出一种金属涂层配方及喷涂方法。
(二)技术方案
为解决上述问题，本发明提供了一种金属涂层配方，包括耐磨层和粘结层，所述耐磨层包括氧化硅粉末、去离子水、氧化铅粉末、碳化硅、碳化钨和密着剂，所述粘结层包括环氧树酯、聚酯树酯、甲醚化氨基树酯、流平剂、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸和过氧化苯甲酰。
优选地，所述耐磨层包括以下重量份原料：氧化硅粉末6-12份、去离子水5-9份、氧化铅粉末2-7份、碳化硅5-12份、碳化钨2-9份、密着剂2-5份。
优选地，所述粘结层包括以下重量份原料：环氧树酯7-14份、聚酯树酯5-14份、甲醚化氨基树酯6-15份、流平剂2-7份、丙烯酸羟乙酯7-15份、丙烯酸6-13份和过氧化苯甲酰5-9份。
优选地，所述耐磨层包括以下重量份原料：氧化硅粉末9份、去离子水7份、氧化铅粉末5份、碳化硅9份、碳化钨6份、密着剂4份。
优选地，所述粘结层包括以下重量份原料：环氧树酯11份、聚酯树酯10份、甲醚化氨基树酯11份、流平剂5份、丙烯酸羟乙酯11份、丙烯酸10份和过氧化苯甲酰7份。
一种金属涂层的喷涂方法，包括以下步骤：
S1、耐磨层原料制备，包括以下步骤：
S11、称取原料并混合：称取以上重量份的氧化硅粉末、去离子水、氧化铅粉末、碳化硅、碳化钨、密着剂、混合搅拌，制得混合物料；
S12、球磨粉碎，将混合物料经过球磨粉碎，得到过250目筛的泥料，球磨机转速为200-400r/min，球磨时间为6-10小时，得到耐磨层涂料；
S13、将混合粉体进行热处理，冷却得到喷涂粉料；
S2、粘结剂制备，包括以下步骤：
S21、称取以上重量份的环氧树酯、聚酯树酯、甲醚化氨基树酯和流平剂加入反应釜内，并加热至72-74℃，搅拌时长为2-3h，搅拌转速为200-300rad/min，制得组份A；
S22、将丙烯酸羟乙酯、丙烯酸和过氧化苯甲酰混合均匀，得到组份B；
S23、组份混合：将组份B加入到组份A中，升温90-110℃，持续搅拌1-3h；
S24、冷却，制得粘结剂；
S3、金属处理，对金属进行喷砂处理；
S4、粘结层制备，将粘结剂均匀涂布在金属上，形成粘结层；
S5、喷涂耐磨层，耐磨层涂料加入离子喷涂设备进行喷涂在粘结层，冷却即得金属涂层。
优选地，步骤S5中，离子喷涂设备喷涂过程中氩气为主要保护气，氢气作为防氧化气；将待喷涂的工件固定好后，先送氩气，对喷枪内杂质进行喷除，然后通入氢气进行喷涂；喷涂时的工艺参数为：喷涂距离120-150mm，工作电流380-400A，工作电压145-147V，Ar气速度120-140L/min，氢气速度15-20L/min，送粉量30-40g/min，喷涂枪体相对曲轴喷涂面移动速度10-100mm/s。
优选地，步骤S3中，喷砂处理采用的石英砂为40目的石英砂、0.2MPa的风压，压缩空气吹喷砂表面5min。
优选地，所述密着剂选择为氧化钴、氧化锑、氧化镍中任意一种。
优选地，所述流平剂为丙烯酸酯。
本发明的上述技术方案具有如下有益的技术效果：
通过环氧树酯、聚酯树酯、甲醚化氨基树酯和流平剂加入反应釜内，并加热搅拌时混合与丙烯酸羟乙酯、丙烯酸和过氧化苯甲酰混合组份混合，制得粘结剂，具有很好的粘结性能，不会受到环境、温度的影响，稳定性高。本发明自制的粘结剂均匀涂布在金属上，形成粘结层，然后将耐磨层喷涂在粘结层上，对耐磨层起到很好的粘结作用，增强耐磨层的防脱性能。
本发明通过氧化硅粉末、去离子水、氧化铅粉末、碳化硅、碳化钨、密着剂、混合搅拌，制得混合物料，球磨粉碎，将混合物料经过球磨粉碎，得到耐磨层涂料，耐磨层的涂料性能稳定，具有很好的致密性和韧性以及耐蚀、优异的高温强度；耐磨层涂料加入离子喷涂设备进行喷涂在粘结层，使得金属涂层具有较好的耐磨性、耐蚀性，拥有较低的摩擦系数同时还有减磨性，提升金属涂层的整体性能，有效提高金属涂层的使用寿命。
本发明制得粘结剂，具有很好的粘结性能，不会受到环境、温度的影响，稳定性高，对耐磨层起到很好的粘结作用，增强耐磨层的防脱性能，自制的耐磨层具有很好的致密性和韧性以及耐蚀、优异的高温强度，拥有较低的摩擦系数同时还有减磨性，提升金属涂层的整体性能，有效提高金属涂层的使用寿命。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
图2为本发明的耐磨层原料制备流程图。
图3为本发明的粘结剂制备流程示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
本发明提供了一种金属涂层配方，包括耐磨层和粘结层，所述耐磨层包括氧化硅粉末、去离子水、氧化铅粉末、碳化硅、碳化钨和密着剂，所述粘结层包括环氧树酯、聚酯树酯、甲醚化氨基树酯、流平剂、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸和过氧化苯甲酰。
实施例一
参照图1-3所示，一种金属涂层的喷涂方法，包括以下步骤：
S1、耐磨层原料制备，包括以下步骤：
S11、称取原料并混合：称取氧化硅粉末6份、去离子水5份、氧化铅粉末2份、碳化硅5份、碳化钨2份、密着剂2份，混合搅拌，制得混合物料；
S12、球磨粉碎，将混合物料经过球磨粉碎，得到过250目筛的泥料，球磨机转速为200r/min，球磨时间为6小时，得到耐磨层涂料；
S13、将混合粉体进行热处理，冷却得到喷涂粉料；
S2、粘结剂制备，包括以下步骤：
S21、称取环氧树酯7份、聚酯树酯5份、甲醚化氨基树酯6份、流平剂2份加入反应釜内，并加热至72℃，搅拌时长为2h，搅拌转速为200rad/min，制得组份A；
S22、将丙烯酸羟乙酯7份、丙烯酸6份和过氧化苯甲酰5份混合均匀，得到组份B；
S23、组份混合：将组份B加入到组份A中，升温90℃，持续搅拌1h；
S24、冷却，制得粘结剂；
S3、金属处理，对金属进行喷砂处理，喷砂处理采用的石英砂为40目的石英砂、0.2MPa的风压，压缩空气吹喷砂表面5min；
S4、粘结层制备，将粘结剂均匀涂布在金属上，形成粘结层；
S5、喷涂耐磨层，耐磨层涂料加入离子喷涂设备进行喷涂在粘结层，冷却即得金属涂层，离子喷涂设备喷涂过程中氩气为主要保护气，氢气作为防氧化气；将待喷涂的工件固定好后，先送氩气，对喷枪内杂质进行喷除，然后通入氢气进行喷涂；喷涂时的工艺参数为：喷涂距离120mm，工作电流380A，工作电压145V，Ar气速度120L/min，氢气速度15L/min，送粉量30g/min，喷涂枪体相对曲轴喷涂面移动速度10mm/s。
在本实施例中，所述密着剂选择为氧化钴、氧化锑、氧化镍中任意一种，流平剂为丙烯酸酯。
实施例二
参照图1-3所示，一种金属涂层的喷涂方法，包括以下步骤：
S1、耐磨层原料制备，包括以下步骤：
S11、称取原料并混合：称取氧化硅粉末9份、去离子水7份、氧化铅粉末5份、碳化硅9份、碳化钨6份、密着剂4份，混合搅拌，制得混合物料；
S12、球磨粉碎，将混合物料经过球磨粉碎，得到过250目筛的泥料，球磨机转速为300r/min，球磨时间为8小时，得到耐磨层涂料；
S13、将混合粉体进行热处理，冷却得到喷涂粉料；
S2、粘结剂制备，包括以下步骤：
S21、称取环氧树酯11份、聚酯树酯10份、甲醚化氨基树酯11份、流平剂5份加入反应釜内，并加热至73℃，搅拌时长为2.5h，搅拌转速为250rad/min，制得组份A；
S22、将丙烯酸羟乙酯11份、丙烯酸10份和过氧化苯甲酰7份混合均匀，得到组份B；
S23、组份混合：将组份B加入到组份A中，升温100℃，持续搅拌2h；
S24、冷却，制得粘结剂；
S3、金属处理，对金属进行喷砂处理，喷砂处理采用的石英砂为40目的石英砂、0.2MPa的风压，压缩空气吹喷砂表面5min；
S4、粘结层制备，将粘结剂均匀涂布在金属上，形成粘结层；
S5、喷涂耐磨层，耐磨层涂料加入离子喷涂设备进行喷涂在粘结层，冷却即得金属涂层，离子喷涂设备喷涂过程中氩气为主要保护气，氢气作为防氧化气；将待喷涂的工件固定好后，先送氩气，对喷枪内杂质进行喷除，然后通入氢气进行喷涂；喷涂时的工艺参数为：喷涂距离135mm，工作电流390A，工作电压146V，Ar气速度130L/min，氢气速度17L/min，送粉量35g/min，喷涂枪体相对曲轴喷涂面移动速度50mm/s。
实施例三
参照图1-3所示，一种金属涂层的喷涂方法，包括以下步骤：
S1、耐磨层原料制备，包括以下步骤：
S11、称取原料并混合：称取氧化硅粉末12份、去离子水9份、氧化铅粉末7份、碳化硅12份、碳化钨9份、密着剂5份，混合搅拌，制得混合物料；
S12、球磨粉碎，将混合物料经过球磨粉碎，得到过250目筛的泥料，球磨机转速为400r/min，球磨时间为10小时，得到耐磨层涂料；
S13、将混合粉体进行热处理，冷却得到喷涂粉料；
S2、粘结剂制备，包括以下步骤：
S21、称取环氧树酯14份、聚酯树酯14份、甲醚化氨基树酯15份、流平剂7份加入反应釜内，并加热至74℃，搅拌时长为3h，搅拌转速为300rad/min，制得组份A；
S22、将丙烯酸羟乙酯15份、丙烯酸13份和过氧化苯甲酰9份混合均匀，得到组份B；
S23、组份混合：将组份B加入到组份A中，升温110℃，持续搅拌3h；
S24、冷却，制得粘结剂；
S3、金属处理，对金属进行喷砂处理，喷砂处理采用的石英砂为40目的石英砂、0.2MPa的风压，压缩空气吹喷砂表面5min；
S4、粘结层制备，将粘结剂均匀涂布在金属上，形成粘结层；
S5、喷涂耐磨层，耐磨层涂料加入离子喷涂设备进行喷涂在粘结层，冷却即得金属涂层，离子喷涂设备喷涂过程中氩气为主要保护气，氢气作为防氧化气；将待喷涂的工件固定好后，先送氩气，对喷枪内杂质进行喷除，然后通入氢气进行喷涂；喷涂时的工艺参数为：喷涂距离150mm，工作电流400A，工作电压147V，Ar气速度140L/min，氢气速度20L/min，送粉量40g/min，喷涂枪体相对曲轴喷涂面移动速度100mm/s。
本发明通过环氧树酯、聚酯树酯、甲醚化氨基树酯和流平剂加入反应釜内，并加热搅拌时混合与丙烯酸羟乙酯、丙烯酸和过氧化苯甲酰混合组份混合，制得粘结剂，具有很好的粘结性能，不会受到环境、温度的影响，稳定性高。本发明自制的粘结剂均匀涂布在金属上，形成粘结层，然后将耐磨层喷涂在粘结层上，对耐磨层起到很好的粘结作用，增强耐磨层的防脱性能。本发明通过氧化硅粉末、去离子水、氧化铅粉末、碳化硅、碳化钨、密着剂、混合搅拌，制得混合物料，球磨粉碎，将混合物料经过球磨粉碎，得到耐磨层涂料，耐磨层的涂料性能稳定，具有很好的致密性和韧性以及耐蚀、优异的高温强度；耐磨层涂料加入离子喷涂设备进行喷涂在粘结层，使得金属涂层具有较好的耐磨性、耐蚀性，拥有较低的摩擦系数同时还有减磨性，提升金属涂层的整体性能，有效提高金属涂层的使用寿命。本发明制得粘结剂，具有很好的粘结性能，不会受到环境、温度的影响，稳定性高，对耐磨层起到很好的粘结作用，增强耐磨层的防脱性能，自制的耐磨层具有很好的致密性和韧性以及耐蚀、优异的高温强度，拥有较低的摩擦系数同时还有减磨性，提升金属涂层的整体性能，有效提高金属涂层的使用寿命。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。
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