激光熔注用高分散强粘附可透光微细颗粒预置层涂覆方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种微细颗粒预置层涂覆方法，尤其是一种激光熔注用微细颗粒预置层涂覆方法，具体地说是一种激光熔注用高分散强粘附可透光微细颗粒预置层涂覆方法。
【背景技术】
[0002]激光熔注技术是近年来备受关注的一种颗粒增强表面改性技术。其基本原理是:在利用高能量密度激光加热改性工件表面使其形成熔池的同时，将增强颗粒引入改性工件表面熔池，冷凝后在改性工件表面形成颗粒增强表面层，从而实现提高工件的耐磨性、耐蚀性等性能。激光熔注与其他激光表面改性技术的不同在于，其更侧重于加热基体。目前，在激光熔注过程中粉体的引入主要依靠送粉器。然而，现有送粉器在输送微细粉体(粒径小于10微米的粉体)方面尚不够成熟，存在容易堵塞粉管等问题，极大地限制了微细粉体在激光熔注中应用。可以说，预置法是目前激光熔注微细粉体较为合适的粉体引入方法。
[0003]然而，以预置法进行激光熔注微细粉体目前存在以下几个方面问题尚未得到有效解决。其一，微细粉体由于其颗粒粒径很小，极容易发生团聚现象，造成微细粉体许多优异的改性特性得不到充分发挥;其二，微细颗粒预置层与待改性材料表面粘附性差，在激光熔注过程中不仅极易脱离待改性材料表面而且还会带来粉尘污染等问题;其三，预置层颗粒几乎完全覆盖了改进材料表面，在高能量密度激光的作用下，微细颗粒被熔化使得颗粒增强效果不明显。据申请人所知，正是由于这些问题的存在，制约了微细粉体这一优异改性材料在激光熔注颗粒表面改性技术中的广泛应用。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是针对目前以预置法进行激光熔注微细粉体存在着的诸多问题，发明一种激光熔注用高分散强粘附可透光微细颗粒预置层涂覆方法，以促进微细粉体这一优异改性材料在激光熔注表面改性技术中的广泛应用。
[0005]本发明的技术方案是:
一种激光熔注用高分散强粘附可透光微细颗粒预置层涂覆方法，其特征是它包括以下步骤:
第一步，将微细粉体制成微细颗粒含胶浆料。在微细颗粒含胶浆料中，微细颗粒占浆料质量分数为5-15%，粘结剂占浆料质量分数为3-10%，分散剂占浆料质量分数不大于1%，余量为乙醇或乙醇与水的混合溶液。
[0006]第二步，预热待改性工件并涂覆微细颗粒含胶浆料。将待改性工件预热至150-180°(:后，将微细颗粒含胶浆料涂覆在已预热后的待改性工件表面。
[0007]第三步，干燥固化预置层。将涂覆好微细颗粒含胶浆料的待改性工件，置于干燥设备中进行干燥固化。
[0008]第四步，重复第二、三步，直至预置层厚度达到要求。
[0009]所述微细颗粒含胶浆料，静置不产生沉淀即保持微细颗粒高分散稳定悬浮的时间不低于I个月。
[0010]所述预热待改性工件的方法为将工件置于干燥箱或加热炉中进行预热、将待改性工件通电产生电阻热进行预热、将待改性工件置于专用装置中进行预热中的一种或是几种的组合。
[0011]所述微细颗粒含胶浆料涂覆所采用的方法是刷涂、浸涂或喷涂中的一种。
[0012]所述干燥设备最好是真空干燥设备。
[0013]所述干燥固化的干燥温度为120_150°C。
[0014]本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术实现。
[0015]本发明的有益效果:
(I)采用本发明涂覆方法所制备的预置层，通过控制预置层中粘结剂和微细颗粒的含量，使得预置层干燥固化后呈半透明状具有透光性，保证了一部分激光束可直接透过预置层到达待改性工件表面，对激光熔注颗粒增强表面改性技术具有很好的适应性。
[0016](2)采用本发明涂覆方法所制备的预置层，微细颗粒以高分散特征弥散分布在预置层中且预置层厚度均匀;通过控制含胶浆料中微细颗粒占比和预置层厚度可实现微细颗粒的定量引入，较好地解决了激光熔注微细粉体的精细引入问题。
[0017](3)采用本发明涂覆方法所制备的预置层，预置层与待改性材料表面粘附性好。在激光熔注过程中，即使是在大流量保护气体作用下都不会产生预置层的损坏，更不会产生掉渣，掉粉等问题。
[0018](4)本发明涂覆方法简便易行，通过预热等措施使得待改性工件表面在短时间内即可形成一薄层粘附性好的预置层，从而提高了涂覆过程中的涂覆可靠性并增强了预置层的粘附性。
[0019](5)本发明涂覆方法不受待改进工件尺寸、形状及重量的限制，可适于形状复杂、结构细小表面的微细颗粒预置层涂覆，具有很强的工程适用性。
【附图说明】
[0020]图1是本发明涂覆方法示意图。
[0021 ]图2是采用本发明涂覆方法在载玻片上涂覆微细氧化钇颗粒的实物图。
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
[0023]如图1-2所示。
[0024]以下是本发明激光熔注用高分散强粘附可透光微细颗粒预置层涂覆方法实例，但不仅仅限于这些实例，只要采用本发明所述方法，均可达到本发明的目的。
[0025]实施例一。
[0026]一种激光熔注用高分散强粘附可透光微细颗粒预置层涂覆方法，其特征是它包括以下步骤:(I)将微细粉体制成微细颗粒含胶浆料;在微细颗粒含胶浆料中，微细颗粒占浆料质量分数为5-15%，粘结剂占浆料质量分数为3-10%，分散剂占浆料质量分数不大于1%，余量为乙醇或乙醇与水的混合溶液。(2)预热待改性工件并涂覆微细颗粒含胶浆料;将待改性工件预热至150-180 °C后，将微细颗粒含胶浆料涂覆在已预热后的待改性工件表面。(3)干燥固化预置层;将涂覆好微细颗粒含胶浆料的待改性工件，置于干燥设备中进行干燥固化。
(4)重复(2)和(3)，直至预置层厚度达到要求。所述微细颗粒含胶浆料，静置不产生沉淀即保持微细颗粒高分散稳定悬浮的时间不低于I个月。所述预热待改性工件的方法为将工件置于干燥箱或加热炉中进行预热、将待改性工件通电产生电阻热进行预热、将待改性工件置于专用装置中进行预热中的一种或是几种的组合。所述微细颗粒含胶浆料涂覆所采用的方法是浸涂、刷涂或喷涂中的一种。所述干燥设备最好是真空干燥设备。所述干燥固化的干燥温度为120-150 °C。
[0027]本实例未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术实现。
[0028]实施例二。
[0029]首先，将平均粒径为40纳米的微细氧化钇粉体，制备成微细氧化钇含胶浆料;在微细氧化钇含胶浆料中，微细氧化钇颗粒占浆料质量分数为10%，粘结剂(聚乙烯醇胶液)占浆料质量分数为3%，少量的氢氧化钠用来调节PH值等于10，余量为无水乙醇和去离子水体积比为2:3的醇水混合溶液。然后，将载玻片在真空干燥箱中预热至160 °C后，将微细氧化钇含胶浆料刷涂在已预热后的载玻片表面。最后，将涂覆好微细氧化钇含胶浆料的载玻片，置于真空干燥箱中进行干燥固化。涂覆三次干燥固化后，在载玻片表面形成微细氧化钇颗粒呈弥散分布且粘附性强(用手用力触摸预置层表面，预置层保持完好)的预置层(图2)，预置层厚度约为30微米，满足激光熔注颗粒表面改性技术弓I入微细粉体需要。
[0030]
上述描述和说明只是表达了本发明的技术构思和特点及其具有代表性的实施案例，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明构思实质所做的等效变化或者修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。
【主权项】
1.一种激光熔注用高分散强粘附可透光微细颗粒预置层涂覆方法，其特征是它包括以下步骤: 第一步，将微细粉体制成微细颗粒含胶浆料； 在微细颗粒含胶浆料中，微细颗粒占浆料质量分数为5-15%，粘结剂占浆料质量分数为3-10%，分散剂占浆料质量分数不大于1%，余量为乙醇或乙醇与水的混合溶液； 第二步，预热待改性工件并涂覆微细颗粒含胶浆料； 将待改性工件预热至150-180°C后，将微细颗粒含胶浆料涂覆在已预热后的待改性工件表面； 第三步，干燥固化预置层； 将涂覆好微细颗粒含胶浆料的待改性工件，置于干燥设备中进行干燥固化； 第四步，重复第二、三步，直至预置层厚度达到要求。2.根据权利要求1所述微细颗粒预置层涂覆方法，其特征是所述微细颗粒含胶浆料，静置不产生沉淀即保持微细颗粒高分散稳定悬浮的时间不低于I个月。3.根据权利要求1所述微细颗粒预置层涂覆方法，其特征是所述预热待改性工件的方法为将工件置于干燥箱或加热炉中进行预热、将待改性工件通电产生电阻热进行预热、将待改性工件置于专用装置中进行预热中的一种或是几种的组合。4.根据权利要求1所述微细颗粒预置层涂覆方法，其特征是所述微细颗粒含胶浆料涂覆所采用的方法是刷涂、浸涂或喷涂中的一种。5.根据权利要求1所述微细颗粒预置层涂覆方法，其特征是所述干燥设备最好是真空干燥设备。6.根据权利要求1所述微细颗粒预置层涂覆方法，其特征是所述干燥固化的干燥温度为120-150。。。
【专利摘要】本发明公开了一种激光熔注用高分散强粘附可透光微细颗粒预置层涂覆方法，其特征是它包括将微细粉体制成微细颗粒含胶浆料、预热待改性工件并涂覆微细颗粒含胶浆料、干燥固化预置层等步骤组成。采用本发明涂覆方法所制备的预置层具有透光性，对激光熔注颗粒增强表面改性技术具有很好的适应性；同时，微细颗粒以高分散特征弥散分布在预置层中且预置层厚度均匀，而且预置层与待改性材料表面具有很好的粘附性。这一涂覆方法，不受待改进工件尺寸、形状及重量的限制，可适于形状复杂、结构细小表面的微细颗粒预置层涂覆，具有很强的工程适用性。
【IPC分类】C23C24/10
【公开号】CN105603419
【申请号】CN201610066435
【发明人】王宏宇, 袁晓明, 周建忠, 刘桂玲, 胥保文, 黄舒, 崔万里, 阚鹏, 汪涵, 赵前
【申请人】江苏大学
【公开日】2016年5月25日
【申请日】2016年1月29日