专利名称：一种激光表面改性用新型光热转换涂料的制作方法
技术领域：
本发明涉及工程材料表面改性，尤其涉及一种激光表面改性用新型光热转换涂料。
背景技术：
激光表面改性技术自20世纪80年代以来闩益受到人们的关注和重视。然而山于导电性良 好的金属表面对032激光反射率高达90%以上，阻碍了激光作为高能密度热源在热处理中的 应用。为了提高金属表面光热吸收率，可在激光热处理前对金属表面进行热处理，获得一个 光热转换层，以增强材料对红外激光的吸收。
目前主要采用的工艺(1)磷化法工艺，(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，胶体涂料等。
发明内容
本发明旨在解决现有光热转换层的不足，如涂层经激光处理后在工件表面晶间出现微裂 纹，工件表面粗糙度增加，释放有害气体等缺点。开发一种既能增强基体材料对激光的吸收 率，使其达到95%以上，又能同歩完成表面合金化的的光热转换新涂料。
本发明的技术方案是该涂料由1000—1500目的混合粉体和溶剂按1: 4 — 1: 8质量比组
成，其中混合粉体由作为骨料的膨润土 (其主要成分为蒙脱石Al2(V4Si(V3H20)及作为添加
剂的磷酸锌、二氧化锰和硼砂组成，各组份的重量比为
膨润土 70-80% 磷酸锌 5-10% 二氧化锰 3-10% 硼砂 2-10%
溶剂由乙醇、去离子水和联接剂聚乙烯醇组成，各组份的体积比为 乙醇 25-45% 去离子水 50-65% 聚乙烯醇 5-10%
淬火前涂覆于待处理工件表面。 .
本发明专利的有益效果是
1、解决了水基/醇基涂料中粉体的悬浮性、均匀性难题。
本发明悬浮时间达到16—20小时，满足实际处理工件工艺要求；其均匀性良好，在工件
表面涂覆后成膜紧密均匀。
.2、本发明专利采用的骨料膨润土 (其主要成分为蒙脱石Al20_r4Si02。H20)为一种医州
药材，对人体无害，在使用过程中对环境无污染。
3. 对激光的吸收率较高。
涂层对激光的吸收率经实验检测能达到95%，这比碳黑涂层吸收率68.8%高20多个百分点。
4. 降低了工艺成本。 -同磷化法，胶体涂层，石墨加氧化物涂层比较，本发明在达到工艺要求的同时其费用仅
约为上述工艺成本的1/6或1/7。
5. 较好的解决了涂料涂敷时的流变性和粘滞性难题。
通过对实验结果的观察比较，本发明能够较好的在工件上成膜，在工件上有 -定的附着 力，成膜后粉体内部有一定的内聚力。
6. 溶剂配方利于涂敷和成膜，成膜质量高，干燥快。
实际工艺要求涂料在涂刷后3-5分钟内能完全干透，本发明专利满足工艺要求，经激光 处理后易于表面清除多余涂层。
具体实施例方式
实施例
我们采用膨润土 (80wt%)为骨料，添加剂磷酸锌(10wt%)， 二氧化锰(6wt%)，硼 砂(4wt^。)组成混合粉体，将混合粉体研磨至1200目，与溶剂(按体积分数比乙醇35%， 去离子水55%，联接剂聚乙烯醇10%)按质量比l: 4混合均匀。涂敷于工件(2Crl3材质， 尺寸为20mn^30mmn0mm)表面。涂敷厚度50—75(mi，淬火激光工艺参数为功率2800W， 扫描速度8mm/s，功率密度0.495* 104j/，2,淬火处理后样块显微硬度由585HK变为1085.8HK， 淬硬深度达到0.7mm， DMH—2LS型显微硬度计，载荷25g，加载时间15s。
权利要求
1、一种激光表面改性用新型光热转换涂料，其特征在于，该涂料由混合粉体和溶剂按14—18质量比组成，其中混合粉体由作为骨料的膨润土(其主要成分为蒙脱石Al-2O3·4SiO2·3H2O)及作为添加剂的磷酸锌、二氧化锰和硼砂组成，各组份的重量比为膨润土 70-80％磷酸锌 5-10％二氧化锰3-10％硼砂2-10％溶剂由乙醇、去离子水和联接剂聚乙烯醇组成，各组份的体积比为乙醇25-45％去离子水50-65％聚乙烯醇5-10％
2、根据权利要求1所述的一种激光表面改性用新型光热转换涂料，其特征在于，所述的 混合粉体粒度为1000—1500目。
全文摘要
本发明涉及工程材料表面改性，尤其涉及一种激光表面改性用新型光热转换涂料。该涂料由1000-1500目的混合粉体和溶剂按1∶4-1∶8质量比组成。其中混合粉体由作为骨料的膨润土(其主要成分为蒙脱石Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>·4SiO<sub>2</sub>·3H<sub>2</sub>O)及作为添加剂磷酸锌、二氧化锰和硼砂组成；溶剂由乙醇、去离子水和联接剂聚乙烯醇组成。本发明解决了水基/醇基涂料中粉体的悬浮性、均匀性难题及涂料涂敷时的流变性和粘滞性难题，并且成本低廉，对激光的吸收率较高，对人体无害，在使用过程中对环境无污染。
文档编号C21D1/70GK101386905SQ20081022806
公开日2009年3月18日 申请日期2008年10月11日 优先权日2008年10月11日
发明者李牧谷, 潘学民, 尚 高 申请人:大连理工大学