專利名稱：一種激光表面改性用新型光熱轉(zhuǎn)換涂料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及工程材料表面改性，尤其涉及一種激光表面改性用新型光熱轉(zhuǎn)換涂料。
背景技術(shù)：
激光表面改性技術(shù)自20世紀(jì)80年代以來閂益受到人們的關(guān)注和重視。然而山于導(dǎo)電性良 好的金屬表面對032激光反射率高達(dá)90%以上，阻礙了激光作為高能密度熱源在熱處理中的 應(yīng)用。為了提高金屬表面光熱吸收率，可在激光熱處理前對金屬表面進(jìn)行熱處理，獲得一個 光熱轉(zhuǎn)換層，以增強(qiáng)材料對紅外激光的吸收。
目前主要采用的工藝(1)磷化法工藝，(2)黑漆(86-1型黑漆)，(3)石墨加氧化物， (4) Si02型涂料和(5) Nextell01涂料，膠體涂料等。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在解決現(xiàn)有光熱轉(zhuǎn)換層的不足，如涂層經(jīng)激光處理后在工件表面晶間出現(xiàn)微裂 紋，工件表面粗糙度增加，釋放有害氣體等缺點(diǎn)。開發(fā)一種既能增強(qiáng)基體材料對激光的吸收 率，使其達(dá)到95%以上，又能同歩完成表面合金化的的光熱轉(zhuǎn)換新涂料。
本發(fā)明的技術(shù)方案是該涂料由1000—1500目的混合粉體和溶劑按1: 4 — 1: 8質(zhì)量比組
成，其中混合粉體由作為骨料的膨潤土 (其主要成分為蒙脫石Al2(V4Si(V3H20)及作為添加
劑的磷酸鋅、二氧化錳和硼砂組成，各組份的重量比為
膨潤土 70-80% 磷酸鋅 5-10% 二氧化錳 3-10% 硼砂 2-10%
溶劑由乙醇、去離子水和聯(lián)接劑聚乙烯醇組成，各組份的體積比為 乙醇 25-45% 去離子水 50-65% 聚乙烯醇 5-10%
淬火前涂覆于待處理工件表面。 .
本發(fā)明專利的有益效果是
1、解決了水基/醇基涂料中粉體的懸浮性、均勻性難題。
本發(fā)明懸浮時間達(dá)到16—20小時，滿足實(shí)際處理工件工藝要求；其均勻性良好，在工件
表面涂覆后成膜緊密均勻。
.2、本發(fā)明專利采用的骨料膨潤土 (其主要成分為蒙脫石Al20_r4Si02。H20)為一種醫(yī)州
藥材，對人體無害，在使用過程中對環(huán)境無污染。
3. 對激光的吸收率較高。
涂層對激光的吸收率經(jīng)實(shí)驗(yàn)檢測能達(dá)到95%，這比碳黑涂層吸收率68.8%高20多個百分點(diǎn)。
4. 降低了工藝成本。 -同磷化法，膠體涂層，石墨加氧化物涂層比較，本發(fā)明在達(dá)到工藝要求的同時其費(fèi)用僅
約為上述工藝成本的1/6或1/7。
5. 較好的解決了涂料涂敷時的流變性和粘滯性難題。
通過對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的觀察比較，本發(fā)明能夠較好的在工件上成膜，在工件上有 -定的附著 力，成膜后粉體內(nèi)部有一定的內(nèi)聚力。
6. 溶劑配方利于涂敷和成膜，成膜質(zhì)量高，干燥快。
實(shí)際工藝要求涂料在涂刷后3-5分鐘內(nèi)能完全干透，本發(fā)明專利滿足工藝要求，經(jīng)激光 處理后易于表面清除多余涂層。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例
我們采用膨潤土 (80wt%)為骨料，添加劑磷酸鋅(10wt%)， 二氧化錳(6wt%)，硼 砂(4wt^。)組成混合粉體，將混合粉體研磨至1200目，與溶劑(按體積分?jǐn)?shù)比乙醇35%， 去離子水55%，聯(lián)接劑聚乙烯醇10%)按質(zhì)量比l: 4混合均勻。涂敷于工件(2Crl3材質(zhì)， 尺寸為20mn^30mmn0mm)表面。涂敷厚度50—75(mi，淬火激光工藝參數(shù)為功率2800W， 掃描速度8mm/s，功率密度0.495* 104j/，2,淬火處理后樣塊顯微硬度由585HK變?yōu)?085.8HK， 淬硬深度達(dá)到0.7mm， DMH—2LS型顯微硬度計(jì)，載荷25g，加載時間15s。
權(quán)利要求
1、一種激光表面改性用新型光熱轉(zhuǎn)換涂料，其特征在于，該涂料由混合粉體和溶劑按14—18質(zhì)量比組成，其中混合粉體由作為骨料的膨潤土(其主要成分為蒙脫石Al-2O3·4SiO2·3H2O)及作為添加劑的磷酸鋅、二氧化錳和硼砂組成，各組份的重量比為膨潤土 70-80％磷酸鋅 5-10％二氧化錳3-10％硼砂2-10％溶劑由乙醇、去離子水和聯(lián)接劑聚乙烯醇組成，各組份的體積比為乙醇25-45％去離子水50-65％聚乙烯醇5-10％
2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種激光表面改性用新型光熱轉(zhuǎn)換涂料，其特征在于，所述的 混合粉體粒度為1000—1500目。
全文摘要
本發(fā)明涉及工程材料表面改性，尤其涉及一種激光表面改性用新型光熱轉(zhuǎn)換涂料。該涂料由1000-1500目的混合粉體和溶劑按1∶4-1∶8質(zhì)量比組成。其中混合粉體由作為骨料的膨潤土(其主要成分為蒙脫石Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>·4SiO<sub>2</sub>·3H<sub>2</sub>O)及作為添加劑磷酸鋅、二氧化錳和硼砂組成；溶劑由乙醇、去離子水和聯(lián)接劑聚乙烯醇組成。本發(fā)明解決了水基/醇基涂料中粉體的懸浮性、均勻性難題及涂料涂敷時的流變性和粘滯性難題，并且成本低廉，對激光的吸收率較高，對人體無害，在使用過程中對環(huán)境無污染。
文檔編號C21D1/70GK101386905SQ20081022806
公開日2009年3月18日 申請日期2008年10月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月11日
發(fā)明者李牧谷, 潘學(xué)民, 尚 高 申請人:大連理工大學(xué)