專(zhuān)利名稱(chēng)：一種使金屬表面涂層的附著力變成金屬表層結(jié)合力新方法
前景技術(shù)在現(xiàn)有金屬涂層技術(shù)中，主要研究的是用于涂層高分子合成材料，復(fù)合材料或金屬材料同金屬材料的正電與負(fù)電的吸引作用，涂層材料同金屬材料的吸附作用，我們國(guó)家對(duì)涂層材料同金屬材料的作用力監(jiān)管僅僅停留在附著力的級(jí)別大小上。英美工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，也只是從Brown DR.JocksonAE.sheat Metal Ind.1962，(39)249Jackson AE.Trans.IMF 1963，(40)1Brown DR.Salf FN.J.Appl.Chem.1965，(15)40Bullough Wet al.J.Iron Steel Inst.1967，(205)6Canning TA.Davis I.Gibbon WM.J.Iron Steel Inst.1967，(205)848發(fā)展到Sermetel使用外力增加噴丸壓實(shí)鋁防護(hù)涂層，用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)低，中溫防護(hù)。而我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展也需要一個(gè)方法解決普遍存在的金屬涂層過(guò)早脫落，金屬防護(hù)方法少缺等日益嚴(yán)重的腐蝕浪費(fèi)問(wèn)題。
發(fā)明方法依據(jù)一種新的金屬表層清潔處理方法內(nèi)關(guān)于金屬，表層及不規(guī)則間隙的解釋。因?yàn)槊糠N金屬都有著與其它金屬的相同之處金屬材料熱脹冷縮，任何物質(zhì)都具有透氣性，都有同外界環(huán)境總是存在一個(gè)熱動(dòng)平衡問(wèn)題，當(dāng)涂層材料進(jìn)入不規(guī)則間隙，在沒(méi)有受到其它外力作用的情況下雖然金屬在做熱脹冷縮運(yùn)動(dòng)，但涂層材料只是在吸附在金屬的一規(guī)則間隙中有即受排斥又被吸引的一個(gè)作用力，被不規(guī)則間隙吸入、排出。當(dāng)我們從外界對(duì)進(jìn)入不規(guī)則間隙的涂層材料使用一定的壓力時(shí)，涂層材料就要吸附在金屬層不規(guī)則間的壁上隨同金屬材料一同做熱脹冷縮運(yùn)動(dòng)，當(dāng)我們利用外力給涂層材料一個(gè)大一點(diǎn)的壓力時(shí)，涂層材料就要同金屬不規(guī)則間隙的間隙壁發(fā)生嚙合，并增加進(jìn)入不規(guī)則間隙的分子數(shù)量，密度增加，嚙合更緊湊停止加熱。當(dāng)冷縮發(fā)生時(shí)，金屬不規(guī)則間隙就就要壓迫進(jìn)入不規(guī)則間隙的涂層材料出去，但外界始終存在一個(gè)外力作用，不讓涂層材料出去且由于壓力的作用，涂層材料密度已相對(duì)增加，它再隨同溫度的下降冷縮的可能性變小。這樣涂層材料就被金屬材料不規(guī)則間隙緊緊嚙合擠壓變形，磨擦，形成新的分子間作用力與吸附力，我現(xiàn)在稱(chēng)這些力的總合力為結(jié)合力，這個(gè)力在保證金屬設(shè)計(jì)性能要求條件下做出的，且涂層材料又相對(duì)堵嚴(yán)了不規(guī)則間隙。那么在金屬材料在低于我們剛制作過(guò)的溫度，壓力環(huán)境下，涂層材料再發(fā)生被剝離金屬表層的可能性就小多了，同時(shí)也為利用此種方法制造各類(lèi)相應(yīng)涂層金屬產(chǎn)品創(chuàng)造了條件。
我們以鐵—碳合金電泳鋁為例說(shuō)明此方法的好處。
我們首先現(xiàn)行技術(shù)在一根20#鋼正火處理磨削軸上使用1～10微米鋁粉電是泳鋁層0.02mm后，由于電泳在涂覆方法涂層中是比較好的一種，它能夠電泳后直接烘干，但它仍然存在5％～15％水，再加上原有金屬表面清潔是否干凈等原因，就為將來(lái)直接常規(guī)烘干后涂層表面至少存在5％～15％沒(méi)有吸附作用的氣體夾層埋下隱患，為了盡量消除這些隱患，我采取在一密封容器中利用金屬軸的電阻性利用低電壓36V大電流1000A電流直接加熱，在熱電敏溫控表的溫度控制下，很快軸溫升高到50℃并逐漸蒸發(fā)水分，并逐漸增加壓力至10個(gè)大氣壓。當(dāng)溫度升高到180℃時(shí)就可保證壓力不變的情況下停止加熱降溫，由于碳鋼的線(xiàn)膨脹系數(shù)為20℃～100℃。10.6～12.3/10-6-1，而鋁的線(xiàn)膨脹系數(shù)為20℃～200℃時(shí)就已達(dá)到23.9/10-6/℃。這樣就保證進(jìn)入20Cr碳鋼表層不規(guī)則間隙的鋁分子。不論溫度當(dāng)環(huán)境溫度升高時(shí)由于鋁金屬的熱膨脹率大于20Cr碳鋼的熱膨脹率，也就是說(shuō)在一定環(huán)境下，在不降低鐵碳合金性能溫度要求下常溫～250℃情況下，溫度升高涂層鋁金屬與金屬軸結(jié)合的更緊，下一步我就可以利用高溫將鋁金屬涂層氧化成Al2O3，這種耐腐蝕高硬度的剛玉材料，且180℃又能削除金屬軸的部分有害的機(jī)加工內(nèi)應(yīng)力。這樣為造價(jià)便易的表面涂層技術(shù)代替造價(jià)昂貴的表面熱處理技術(shù)提供了前提條件。更為各類(lèi)金屬在涂層保護(hù)中由于有了金屬涂層同金屬之間形成的一個(gè)強(qiáng)有力的結(jié)合力，就能解決各類(lèi)金屬的腐蝕從內(nèi)向外發(fā)展復(fù)合涂層，有了金屬表層涂層的結(jié)合力利用其它涂層材料的優(yōu)點(diǎn)，互相彌補(bǔ)各涂層間的不足，為金屬的長(zhǎng)期防腐保護(hù)提供了一個(gè)很好的方法。
權(quán)利要求
1.金屬表層不規(guī)則間隙解釋見(jiàn)一種新的金屬表層清潔的處理方法。一件或幾件金屬或不同金屬的一件或幾件或已涂覆但未烘干的金屬的一件或幾件在不同的加熱方式作用下利用在一個(gè)加熱區(qū)間-50～600℃，在一個(gè)保證不同金屬設(shè)計(jì)性能要求的溫度區(qū)間內(nèi)60～600℃一種金屬同吸附在這種金屬表層的不同非金屬物質(zhì)油脂、水、空氣、液體、碳化物與氧化物的固體粒子等雜質(zhì)，不同的液休汽化溫度，不同的熱膨脹率。在包括零個(gè)～負(fù)50個(gè)大氣壓的空間內(nèi)對(duì)金屬逐漸加熱，因?yàn)槿魏挝镔|(zhì)均有一定透氣率使金屬內(nèi)氣體分子熱運(yùn)動(dòng)加劇，產(chǎn)生金屬內(nèi)氣體分子熱能向金屬外擴(kuò)散傳遞的熱動(dòng)能金屬熱膨脹，使金屬與吸附在金屬表層的碳化物氧化物脫離同金屬表層的吸附的，液體逐漸被汽化。在金屬表層溫度達(dá)到1℃～600℃時(shí)向金屬表面覆不同的高分子化合物涂層或金屬涂層或復(fù)合涂層并繼續(xù)加熱。在有不同外力方式的沖擊或壓力0～300個(gè)大氣壓下，使吸附在金屬表面的涂層材料擠壓進(jìn)正在不斷膨脹的金屬不規(guī)則間隙內(nèi)，使進(jìn)入金屬不規(guī)則間隙的涂覆材料密度不斷增加并與金屬不規(guī)則間隙的間隙壁發(fā)生嚙合磨擦并且隨金屬的熱膨脹而熱膨脹。在保證金屬設(shè)計(jì)性能要求不同溫度條件下或在保證不高于涂層材料所要求的固化、交聯(lián)不發(fā)生可逆反應(yīng)的條件不同溫度條件下。停止加熱，繼續(xù)保持外界壓力不變，使金屬溫度開(kāi)始降低，金屬開(kāi)始冷縮。由于涂層材料密度的增加，與金屬外壓力的作用，使進(jìn)入不規(guī)則間隙的涂層材料變形與并擠實(shí)不規(guī)則間隙的縫隙，產(chǎn)生新的分子間作用力與表面附著力。此時(shí)涂層材料不再是與金屬表面或金屬表層的吸附力，這時(shí)，涂層材料與金屬表層的各種力的合力，我在這里稱(chēng)這些力的合力為結(jié)合力。使金屬與金屬涂層緊密結(jié)合。
2.根據(jù)權(quán)力1不同金屬指金、銀、銅、鐵、鋁、鈦、鐵-碳合金、銅合金、鋁合金、鈦合金。
3.根據(jù)權(quán)力要求1不同的加熱方式指燃煤加熱、燃?xì)饧訜帷⑷加图訜?、電阻加熱、電磁加熱、光能加熱、電光波加熱，高頻加熱、中頻加熱、低頻加熱。
4.根據(jù)權(quán)力要求1不同金屬的設(shè)計(jì)性能要求的溫度。因?yàn)樵诩訜釛l件下不同金屬性能改變各不同?，F(xiàn)就以我們生活中常用的鐵-碳合金及吸附在其表層的雜質(zhì)為例說(shuō)明，并納入權(quán)力要求。鐵-碳合金在0℃～250℃之間在1小時(shí)～24小時(shí)是其回火區(qū)間，而100℃～250℃是它們?nèi)コ鞣N內(nèi)應(yīng)力，提高金屬韌性，不降低金屬的強(qiáng)度、硬度，提高金屬尺寸精度性能穩(wěn)定性的區(qū)間。而100℃～250℃也是一般液體、油脂水的氣化的溫度區(qū)間。因此選擇100℃～250℃。溫度區(qū)根據(jù)權(quán)力要求1在包括1個(gè)一～負(fù)50個(gè)大氣壓的空間這里指1個(gè)大氣壓。
5.根據(jù)權(quán)力要求1在不同外力方式的壓力條件或沖擊振動(dòng)下，指要高壓空氣、高壓清洗液沖擊，高頻振動(dòng)器沖擊，噴砂沖擊、噴丸沖擊、手動(dòng)力敲打沖擊。壓力指；液體或氣體壓力相當(dāng)于0～300個(gè)大氣壓。
6.根據(jù)權(quán)力要求1金屬涂層材料的固化，高聯(lián)與可逆反應(yīng)的不同溫度。指例丙稀酸脂材料型號(hào)不同電泳涂層在180℃或在160℃以下烘干固高交聯(lián)成膜，而可逆反應(yīng)指例可塑性塑料聚乙稀在1個(gè)大氣壓100℃在摧化作用下分解的反應(yīng)。
全文摘要
因?yàn)榻饘俨牧系臒崦浥c金屬材料的透氣性與金屬內(nèi)環(huán)境同金屬外環(huán)境的熱動(dòng)平衡，金屬內(nèi)熱動(dòng)能向金屬外傳遞擴(kuò)散使金屬表層的液體油脂、水、氣、碳化物、氧化物等雜質(zhì)與金屬表層的吸附脫離并振動(dòng)清潔，并在一定壓力作用力下將金屬涂層材料擠壓進(jìn)金屬不規(guī)則間隙內(nèi)，并在保證一定壓力條件下金屬冷縮，擠壓進(jìn)入金屬不規(guī)則間隙的金屬涂層材料，使涂層材料與不規(guī)則間隙壁嚙合，摩擦變形，產(chǎn)生新的分子間作用力與附著力，在這里稱(chēng)這些附加合力為金屬表層的結(jié)合力。使金屬表面緊密聯(lián)接。
文檔編號(hào)B05D7/14GK1721085SQ20041006309
公開(kāi)日2006年1月18日 申請(qǐng)日期2004年7月17日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月17日
發(fā)明者任連杰 申請(qǐng)人:任連杰