专利名称：使金属锅表面具有高硬度不沾性等特性的表面加工处理方法
技术领域：
本发明是有关于一种使金属锅表面具有高硬度、不沾性等特性的表面加工处理方法。
本申请的原申请人已于1990年07月21日向中国专利局提交申请案号为01904860.7号的专利申请案，所述申请曾公开过一种使工作物(如金属锅体)表面具有高硬度、不沾性等特性的表面加工处理方法，具备有氢化铝供给机、电熔机、铁氟龙(PTFE)供给机，以及上述材料于其表面全面完成加工处理的工作物等。而所述发明的特征在于在工作物表面施以高压(5-8Kg/cm2以上)氧化铝(60#-80#)喷涂处理，使工作物达到表面清洁、粗化为第一步骤；制成电熔线材金属，(金属材质是可为铜、锌、铬、铝、碳钢及不锈钢待合金制成的线材)施以高温(4500-8000℃)高压(5-8Kg/cm2)电弧的电压电流(DC30V-40V，100A-300A)在融熔状态下以106DGE/F/sec的冷却速度涂覆于工作物表面，借以形成增强工作物表面硬度的第一层电熔线材涂覆层为第二步骤；将工作物表面施以高压(4Kg/cm2)的铁氟龙(PTFE)喷涂，再加以高温(420℃/5min)烧成，使工作物表面形成有至少一层以上的铁氟龙(PTFE)不沾性及可更强化硬度的涂覆层为第三步骤。
原先申请的设计确实使得工作物(如金属锅体)表面具有高硬度、不沾性待物性的表面，但是，当原方案设计开始产品化后，发明人为使铁氟龙(PTFE)涂覆层在实际产品化时能更完美地实施，发明人乃积十年以上对铁氟龙(PTFE)表面加工处理的经验，并经过多次试验后，产生此一新发明。
本发明的主要目的是在提供一种表面加工处理方法，针对产品化后的铁氟龙涂覆层实施喷涂，而使工作物表面具有高硬度、不沾性等特性。
下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明；
图1所示是本发明较佳实施例的第一步骤示意图。
图2所示是本发明较佳实施例的第二步骤示意图。
图3所示是本发明较佳实施例的第三步骤示意图。
图4所示是本发明较佳实施例的铁氟龙层喷涂示意图。
图5所示是本发明一较佳实施例的第三步骤另一个示意图。
请参阅图1是本发明较佳实施例的第一步骤示意图所示，图1显示对一个工作物(以下皆以金属锅体1为例说明)表面进行氧化铝喷涂的动作，使得经氧化铝喷涂后金属锅体1的表面粗度为4.5-5.5μm(是指中心线平均粗度值Ra)，所述金属锅体1是已经锻铸或其他的机械加工方法成型的锅体，且其材质为金属(如铁、钢、铜及铝等)。
请参阅图1，首先，由可产生压缩空气的高压气源2连接喷管3，所述喷管3的上缘适当处连接承纳有粒度为60#-80#的粉末状氧化铝4的漏斗31，所述喷管3的喷放口32与工作物1表面间保持一适当的距离，继续经由高压气源2释放出高压(5-8Kg/cm2)空气连带粉末状氧化铝4自喷管3的喷口32撞击金属锅体1表面，从而使金属锅体1表面清洁及粗化(喷附后的Ra为4.5-5.5μm)，以利于下一步骤的实施。喷涂粉末状氧化铝4主要是为达成表面粗化，脱脂及洁化，使以后涂层的粘结力及附着力可因为此一特定的粗度Ra值而能大幅度提高，否则将会影响到以后的涂层及成品的机械强度。
再请参阅图2是本发明较佳实施例的第二步骤示意图所示，当金属锅体1表面经上述的表面清洁及粗化处理后，继续由高温(4500-8000℃)高压(5Kg/cm2-8Kg/cm2)电弧装置5对金属锅体1表面进行硬化处理，所述电弧装置5也连通高压电源2，且形成供两电熔线材6(可为金属线材)输送至电弧产生口上的两个通道51、52、且其间两电熔线材6同时输入DC30V-40V，100A-300A的电流，在融熔状态下经由辊轮组54将两电熔线材6逐一输送至电弧产生口53，此时，由于两电熔线材6均接通有DC30V-40V，100A-300A的电流，因此，当两电熔线材6逐渐接近时将导致电弧电弧效应而产生高达4500-8000℃的温度(当然，此温度可根据线材的材质进行适当的调整)。在此高温下，两电溶线材6将被融熔成液态，并配合由高压气源2供的高压气体将液态的电熔线材6喷涂于金属锅体1的表面，所述电弧产生口53至金属锅体1的距离约为20-50cm，而其喷涂物速度约为100m-300m/sec。
请参阅图2所示，已经表面清洁及粗化处理后的金属锅体1表面，使其有助于液态电熔线材6的附着，同时融熔状态的电熔线材6从其出口端到喷涂于金属锅体1的距离使其具有106DGE/°F/sec的冷却速度，而在此冷却速度的条件下，通常可使得金属锅体1的表面温度是大致介于摄氏60度到150度间，且上述温度绝不至于使金属锅体1产生变形，即使薄金属板也不会变形。上述涂覆在金属锅体1表面的第一层电熔线材涂覆层11，就是可使得金属锅体1成为正式产品后增强表面硬度的主要原因，同时所述硬度也根据电熔线材6的材质而定，而上述电熔线材的材质为金属(如铜、锌、镍、铬、铝、碳钢及不锈钢等)，且上述的各种金属材质在4500℃的温度下均可轻易地被熔化，另外，当喷涂电熔线材涂覆层11后的金属锅体1，其中心线处平均粗度值是5.0-8.0μm，而其电熔线材被覆层的膜厚为40-90μm。
图3是本发明较佳实施例的第三步骤示意图，且图4是铁氟龙层喷涂示意图，由图可知，金属锅体1表面经过电熔线材涂覆层11硬度加强处理后，继续由承装有铁氟龙7(PTFE)的喷管8同样地连到前述的高压气源2，并对金属锅体1表面进行第一层铁氟龙层71(PTFE)喷涂。此时，金属锅体1表面可要求加热至90-100℃，时间则约5-10分钟，使得铁氟龙7(PTFE)呈干燥状附着在金属锅体1表面，形成第一层铁氟龙(PTFE)涂覆层71(俗称PRIMERCOATING)，而有关本层所喷涂的物质为含量较高的铁氟龙树脂(FLUOROCARBONRESIN)，其次则为密着剂(BINDERRESIN)，再则为微量的着色剂(PIGMENT)与界面活性剂(SURFACEACTIVE)，而以上各物质的成份比例共约为30-40%，其余的成份为溶剂(SOLVENT，如水)，而本涂层的厚度约为5-10μm。
图5是本发明较佳实施例的第三步骤的示意图，由图可知，再对金属锅体1表面进行第二层铁氟龙层72(PRFE)喷涂(俗称TOPCOATING)。此时，金属锅体1表面也同样要加热至90-100℃，同时则约5-10分钟，使得铁氟龙7(PTFE)呈干燥状且附着在金属锅体1表面，形成第二层铁氟龙(PTFE)涂覆层72，而本层所喷涂的物质为含量较高的铁氟龙树脂(FLUORO-CARBONRESIN)，其次则为微量的着色剂(PIGMENT)与界面活性剂(SURFACEACTIVE)，而以下各物质的成份比例共约40-50%，其余的成份为溶剂(SOLVENT，如水)，但是本层并无密着剂(BINDERRESIN)的成份，而本涂层的厚度约为15-20μm。
最后对金属锅体1表面进行第三层铁氟龙层73(PTFE)喷涂(俗称CLEARCOATING)，此时，金属锅体1表面则须提升加热至400-420℃，时间则约3-5分钟，使得铁氟龙7(PTFE)呈干燥状附着在金属锅体1表面，形成第三层铁氟龙(PTFE)涂覆层73，而本层所喷涂的物质为含量较高的铁氟龙树脂(FLUOROCARBONRESIN)，其次则为微量的界面活性剂(SURFACEACTIVE)，而以上各物质的成份比例共约为60%以下，其余的成份为溶剂(SOLVENT，如水)，但是本层并无着色剂(PIGMEN)与密着剂(BINDERRE-SIN)的成份，而本涂层的厚度约为3-6μm，依此方式涂覆后的中心线外平均粗度值为2.5-5.5μm，且涂覆的总厚度为23-36μm，同时所述金属锅体1表面的硬度维持在8H-9H，而高于一般的2H-3H，且也能使金属锅体1表面确实具有不沾性。
而所谓上述的涂覆材料中，成份最多者为铁氟龙树脂(FLUOROCARBONRESIN)，着色剂(PIGMENT)对铁氟龙树脂(FLUOROCARBONRESIN)而言，其含量极微，而界面活性剂(SURFACEACTIVE)与着色剂(PIGMENT)含量相同或可为相对的微量，而为了提高对金属锅体1的密着性，除了铁氟龙树脂(FLUOROCARBONRESIN)以外，通常会加入前述的密着剂(BINDERRESIN)，其含量在铁氟龙树脂(FLUOROCARBONRESIN)的1/3以下。
综上所述，采用本发明的步骤可连续实施使金属锅体1表面形成多层铁氟龙(PTFE)涂覆层。而且所述铁氟龙(PTFE)涂覆层是可完全渗入前述电熔线材涂覆层表面的凹隙，并借助电熔线材被覆层坚硬质体的支撑，进而增进整体铁氟龙(PTFE)涂覆层的附着性及硬度，至于硬度测试值可由常见于市面的铅笔硬度测试仪或钢硬度测试仪而测得，在此不再加以详述。
所以，从以上的实施步骤说明可知，本发明可产生下列的优点和功效1.对于一般的金属，非金属物品均可利用本发明来增强物品表面的硬度及不沾性，运用范围极为广泛。
2.实施高温高压电熔线材涂覆，使物品的硬度、耐蚀性大大提高。
3.附加连续多层的铁氟龙(PTFE)涂覆层，使得物品不仅具有光滑的表面，更可配合上述的电熔线材涂覆层抵抗外来的磨擦及具有不沾性，使用年限加长。
4.油污的不沾性强，方便清洗，维护容易。
权利要求
1.一种使工作物表面具有高硬度、不沾性等特性的表面加工处理方法，具备有氧化铝供给机、电熔机、铁氟龙(PTFE)供给机以及上述材料在其表面全面完成加工处理的工作物；所述方法包括分别对工作物表面施以高压氧化铝喷涂处理，使工作物达到表面清洁、粗化的第一步骤；将电熔线材均匀涂覆于工作物表面的第一层电熔线材涂覆层的第二步骤；以及将工作物表面施以高压的铁氟龙(PTFE)喷涂，再施以适当温度烧成，使工作物表面形成有至少一层以上的铁氟龙(PTFE)涂覆层的第三步骤；其特征在于所述工作物表面进行铁氟龙层(PTFE)喷涂的过程，是先将工作物表面加热至90-100℃，时间则约5-10分钟，使得铁氟龙(PTFE)呈干燥状地附在工作物表面，形成一层铁氟龙(PTFE)涂覆层(俗称PRIMERCOA-TING)，而本层所喷涂的物质为含量较高的铁氟龙树脂(FLUOROCARBONRESIN)，其次为密着剂(BINDERRESIN)，以及微量的着色剂(PIGMENT)与界面活性剂(SURFACEACTIVE)，而以上各物质的成份比例共约为30-40%，其余的成份为溶剂，而本涂层的厚度约为5-10μm。
2.根据权利要求1所述的使工作物表面具有高硬度。不沾性等特性的表面加工处理方法，其特征在于经过所述步骤处理后的工作物，其中心线平均粗度值是4.5-5.5μm。
3.根据权利要求1所述的使工作物表面具有高硬度、不沾性等特性的表面加工处理方法，其特征在于也可再对工作物表面进行第二层铁氟龙层(PTFE)喷涂(俗称TOPCOATING)，此时，工作物表面也同样要加热至90-100℃，时间则约5-10分钟，使得铁氟龙(PTFE)呈干燥状地附在工作物表面，形成第二层铁氟龙(PTFE)涂覆层，而本层所喷附的物质为含量较高的PTFE树脂(FLUOROCARBONRESIN)，其次为微量的着色剂(PIGMGNT)与界面活性剂(SURFACEAC-TIVE)，而以上各物质的成份比例共约为40-50%，其余的成份为溶剂，而本涂层的厚度约为15-20μm。
4.根据权利要求3所述的使工作物表面具有高硬度、不沾性等特性的表面加工处理方法，其特征在于经所述第二层铁氟龙层(PTFE)喷涂步骤处理后的工作物，其中心线处平均粗度值是5.0-8.0μm，而其电熔线材涂覆层的膜厚为40-90μm。
5.根据权利要求3所述的使工作物表面具有高硬度，不沾性等特性的表面加工处理方法，其特征在于所述第二层铁氟龙层(PTFE)喷涂后，也可再对工作物表面进行第三层铁氟龙层(PTFE)喷涂(俗称CLEARCOATING)，此时，工作物表面须提升加热至400-420℃，时间约3-5分钟，使得铁氟龙(PTFE)呈干燥状地附在工作物表面，形成第三层铁氟龙(PTFE)涂覆层，而有关本层所喷涂的物质为含量较高的铁氟龙树脂(FIUOROCARBONRESIN)，其次为微量的界面活性剂(SURFACEACTIVE)，而以上各物质的成份比例共约为60%以下，其余的成份为溶剂，而本涂层的厚度约为3-6μm。
6.根据权利要求5所述的使工作物表面具有高硬度、不沾性等特性的表面加工处理方法，其特征在于所述经过第三层铁氟龙层(PTFE)喷涂步骤处理后的工作物，其中心线处平均粗度值是2.5-5.5μm。
全文摘要
本发明是一种使工作物表面具有高硬度，不沾性等特性的表面加工处理方法，包括分别对工作物表面施以高压氧化铝喷涂处理，使工作物达到表面清洁、粗化的第一步骤将电熔线材均匀涂覆于工作物表面的第一层电熔线材涂覆层的第二步骤；以及将工作物表面施以高压的铁氟龙(PTFE)喷涂，再加上适当的高温烧成，使工作物表面形成有至少一层以上的铁氟龙(PTFE)涂覆层的第三步骤。
文档编号B05D7/14GK1100344SQ9311753
公开日1995年3月22日 申请日期1993年9月15日 优先权日1993年9月15日
发明者蔡东宏 申请人:士正实业有限公司