用于提高工件耐切削性能的涂料及其制备方法以及应用与流程

本发明属于涂层材料技术领域，具体涉及一种用于提高工件耐切削性能的涂料及其制备方法以及应用。

背景技术：

发动机缸体、轮毂等工件因为工件尺寸或外观要求的需要，需要进行机械加工，通常的方法是对工件的表面使用铣刀进行切削，在切削的过程中，工件表面因急速摩擦导致瞬时温度较高，传统粉末涂层会出现明显的软化返黏现象。

在已有涂层的工件进行机械加工的过程中，涂层一方面会沾附到铣刀的表面影响铣刀切削的效果，影响铣刀的使用寿命，严重的会导致铣刀的崩坏；另一方面会存留在工件的表面形成一层黑色糊状物，且边角会出现大量涂层呈丝状与工件或工件上的涂层相连，这两者均很难进行清理，影响工件表面的效果及美观。

传统粉末涂料覆盖外观件表面形成涂层。它采用一次喷涂、一次成膜的工艺制成，其膜厚60-120um，涂层对基材粘结强度大，具有良好的平面上粉效果。但其缺点是：耐切削性能较差，涂覆传统粉末涂料的这种涂层在使用静电喷涂工艺进行涂装后，涂层的耐切削性能较差，涂层在进行机械加工的过程中很难保持涂层的硬度及机械性能，严重影响其加工效率及相关工具的使用寿命。尤其是，当今对生产效率的要求越来越高，对外观的要求标准越来越严苛，更加迫切地需要克服该缺点。

因此，需要一种新型的高耐切削涂料，其在保证涂层对于基材的附着力、耐高温性能、涂膜完整性的前提下，提高其耐切削性能，达到很好的整体涂层效果。

技术实现要素：

为了克服上述现有技术存在的缺陷，用于提高工件耐切削性能的涂料及其应用，所述涂料在工件表面制成涂层加强了耐切削性能，对涂层进行耐切削测试，最终工件表面平滑完整，切削面四周无明显涂层残留，避免了因涂层耐切削性能不良导致涂层最终性能不良问题的发生。

本发明的另一个目的是提供上述涂料的制备方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种用于提高工件耐切削性能的涂料，其特征在于，以重量份计，包括如下组分：

第一环氧树脂33-38份；

第二环氧树脂6-10份；

固化剂2.3-3.3份；

助剂2.2-4.4份；

颜料1-10份；

填料35-55份。

本发明通过选用合适的原料和原料配比，使得该层涂料和基材的附着力达到最好，该层涂料对于基材的粘结性能好、耐切削性能好。若各原料用量过少，则附着力和耐切削性会受到影响，若过多则成本会增加且影响其耐切削性能。(如树脂的用量过少会导致产品的附着力下降，过多则影响成本。填料的多少及选择影响涂层的硬度，进而会影响铣切割时阻力的大小。手感助剂的添加，可以增加表面的润滑程度，减少切削时的阻力。通过催化剂的用量及树脂间的配比调节产品的凝胶速率，改善涂层的整体性，以适应不同的耐切削性能效果等)。

优选的，所述第一环氧树脂的环氧当量为0.09eq/100g-0.11eq/100g。所述第一环氧树脂树脂选自胜利油田方圆防腐材料有限公司的E-12。

优选的，所述第二环氧树脂的环氧当量为0.45eq/100g-0.55eq/100g。所述第二环氧树脂的选自上海原质贸易有限公司的CNE202。

优选的，所述固化剂的胺值为580mgKOH/g-620mgKOH/g。所述固化剂选自上海颢牛实业有限公司的T-2211。

优选的，所述颜料选自钛白粉和炭黑中的一种或两种。

优选的，所述填料选自硫酸钡和碳酸钙中的一种或两种。所述填料选自上海邦义商贸有限公司的M8001或昆山鑫鑫超细粉体有限公司的UF-315。

优选的，

所述助剂包含以下重量份的组分：

流平剂：0.8-1.3份；

安息香(化学名：2-羟基-1,2-二苯基乙酮)：0.2-0.4份；

催化剂：0.0-0.5份；

手感调节剂:0.2-0.4份；

干燥剂：0.1-0.2份；

消泡剂:0.3-0.7份；

增光剂:0.4-0.6份。

所述流平剂为宁波南海化学有限公司的GLP588，所述安息香为宁波南海化学有限公司的安息香,所述催化剂为廊坊市宏泰化工有限公司的2-甲基咪唑，所述手感调节剂为南京天诗实验微粉有限公司的PTFE0101,所述干燥剂为赢创德固赛(Evonikdegussa)的氧化铝C(AEROSIL Alu C)，所述消泡剂为合肥科泰粉体材料有限公司的KT961,所述增光剂为宁波南海化学有限公司的BLC701。

如上所述用于提高工件耐切削性能的涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将33-38份第一环氧树脂、6-10份第二环氧树脂、2.3-3.3份固化剂、2.2-4.4份助剂、1-10份颜料、35-55份填料进行均匀混合、熔融、粉碎；其中，所述熔融步骤在95-105℃进行；所述粉碎步骤粉碎到粒径为26-80μm；所述粉碎步骤之后再进行研磨和过筛从而制得所述涂料。

如上所述用于提高工件耐切削性能的涂料的应用，所述涂料用于各类具有切削性能要求的工件的外表面制成涂层。所述涂层的制备方法包括如下步骤：保持所述工件外表面温度不低于0℃的环境下喷涂所述涂料在工件的外表面，然后在180～210℃环境下进行烘烤5～15分钟制得该涂层。

优选的，烘烤条件为190℃，时间为10分钟。

所述工件为有有切削性能要求的厚材质外观件为户外或户内条件下使用的外观件，所述涂料制得的涂层的工作温度为-25℃-50℃。

发明优点：

本发明与现有技术相比具有下列优点：

本发明通过选用合适的原料、并选用相匹配的固化剂来处理，同时设定合适的用量范围，来得到涂料，本发明涂料涂层的耐切削性能优秀，避免了涂层耐切削性能不良问题的发生，在应用到厚材质外观件时，可在现有粉末产品喷涂工艺基础上进行，不改变现场喷涂工艺。对本发明涂料进行耐切削测试，结果表明该产品可以切削后表面状态良好，涂料的耐切削性能好。

附图说明

图1为本发明涂料的制备流程图；

图2为本发明涂料使用方法流程图；

图3为本发明涂料涂层的耐切削测试结果图

图4为本发明对比例涂层的耐切削测试结果图

具体实施方式

以下实施例对本发明的技术方案作进一步的说明。

实施例1

一种高耐切削性能粉末涂料，包含以下重量份的组分：

E-12：33重量份；

CNE202：6重量份；

T-2211：2.3重量份；

GLP588：0.8重量份；

安息香：0.2重量份；

2-甲基咪唑：0.1重量份；

PTFE0101:0.2重量份；

氧化铝C：0.1重量份；

KT961:0.7重量份；

BLC701:0.6重量份；

钛白粉：9.5重量份；

炭黑：0.5重量粉；

M8001：46重量份.

实施例1涂料的制备：

首先按照涂料组分的配方组成精确的称量原材料，在预混罐里经过高速旋转混合均匀(预混时间5-10分钟)，然后把混合均匀的生料匀速放入双螺杆挤出机在95-105℃条件下熔融挤出，经过冷却辊后压成料片，料片在自然温度下冷却后，使用粉碎机对片料进行粗破碎，得到的物料冷却后使用粉碎机进行磨细粉碎后使用180目筛网进行筛分，180目筛网过筛的筛分自然冷却，最后得到粒径均匀(26-70μm)的粉末涂料。

实施例1涂料的应用：

首先对6mm的基材用砂纸打磨除锈后擦净进行喷涂，喷涂及烘烤参数如下：

参见图3，对涂层进行耐切削性能测试，测试结果基材切削后基材表面无明显涂层残留，。涂层也无拉丝残留在切削面边角的现象，耐切削性能良好。

实施例2：

一种高耐切削性能粉末涂料，包含以下重量份的组分：

E-12：38重量份；

CNE202：10重量份；

T-2211：3.3重量份；

GLP588：1.2重量份；

安息香：0.4重量份；

2-甲基咪唑：0.5重量份；

PTFE0101:0.3重量份；

氧化铝C：0.1重量份；

KT961:0.4重量份；

BLC701:0.3重量份；

钛白粉：1.5重量份；

炭黑：0.7重量粉；

M8001：43.3重量份.

对涂层进行耐切削性能测试，测试结果基材切削后基材表面无明显涂层残留，涂层也无拉丝残留在切削面边角的现象，耐切削性能良好。

实施例3

一种高耐切削性能粉末涂料，包含以下重量份的组分：

E-12：34重量份；

CNE202：7重量份；

T-2211：2.5重量份；

GLP588：0.9重量份；

安息香：0.2重量份；

2-甲基咪唑：0.3重量份；

PTFE0101:0.2重量份

氧化铝C：0.1重量份；

KT961:0.5重量份；

BLC701:0.5重量份；

钛白粉：3重量份；

炭黑：0.8重量粉；

UF-315：50重量份。

对涂层进行耐切削性能测试，测试结果参见图3，基材切削后基材表面无明显涂层残留，涂层也无拉丝残留在切削面边角的现象，耐切削性能良好。

对比例

一种普通切削性能粉末，包含以下重量份的组分：

E-12：42重量份；

CNE202：6重量份；

T-2211：3.4重量份；

GLP588：1.0重量份；

安息香：0.3重量份；

PTFE0101:0.3重量份；

氧化铝C：0.1重量份；

KT961:0.7重量份；

BLC701:0.6重量份；

钛白粉：9.5重量份；

炭黑：0.5重量粉；

M8001：33.9重量份.

对涂层进行耐切削性能测试，测试结果参见图4，基材切削后基材表面有明显涂层残留，涂层在切削工件边缘有拉丝残留的现象，耐切削性能较差。

若环氧树脂树脂1含量到33％以下(30％或更低)或降低环氧树脂2到6％以下(5％或更低),或催化剂及手感调节剂的含量调整超出范围，会导致烘烤后涂层的耐切削性能下降,不能满足机械加工的要求。以上组分的含量过高会导致成本增加。

本发明通过选用合适的原料和原料配比，使得该涂料耐切削性好。若各原料用量过少，则粉末固化和耐切削性能会受到影响，若过多则成本会增加且影响其耐切削性能。

需要指出的是，以上所述者仅为用以解释本发明之较佳实施例，并非企图据以对本发明作任何形式上之限制，是以，凡有在相同之发明精神下所作有关本发明之任何修饰或变更，皆仍应包括在本发明意图保护之范畴。