一種使金屬表面塗層的附著力變成金屬表層結合力新方法
2023-08-10 23:02:31
專利名稱：一種使金屬表面塗層的附著力變成金屬表層結合力新方法
前景技術在現有金屬塗層技術中，主要研究的是用於塗層高分子合成材料，複合材料或金屬材料同金屬材料的正電與負電的吸引作用，塗層材料同金屬材料的吸附作用，我們國家對塗層材料同金屬材料的作用力監管僅僅停留在附著力的級別大小上。英美工業發達國家，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發展到Sermetel使用外力增加噴丸壓實鋁防護塗層，用於航空發動機低，中溫防護。而我國國民經濟的高速發展也需要一個方法解決普遍存在的金屬塗層過早脫落，金屬防護方法少缺等日益嚴重的腐蝕浪費問題。
發明方法依據一種新的金屬表層清潔處理方法內關於金屬，表層及不規則間隙的解釋。因為每種金屬都有著與其它金屬的相同之處金屬材料熱脹冷縮，任何物質都具有透氣性，都有同外界環境總是存在一個熱動平衡問題，當塗層材料進入不規則間隙，在沒有受到其它外力作用的情況下雖然金屬在做熱脹冷縮運動，但塗層材料只是在吸附在金屬的一規則間隙中有即受排斥又被吸引的一個作用力，被不規則間隙吸入、排出。當我們從外界對進入不規則間隙的塗層材料使用一定的壓力時，塗層材料就要吸附在金屬層不規則間的壁上隨同金屬材料一同做熱脹冷縮運動，當我們利用外力給塗層材料一個大一點的壓力時，塗層材料就要同金屬不規則間隙的間隙壁發生嚙合，並增加進入不規則間隙的分子數量，密度增加，嚙合更緊湊停止加熱。當冷縮發生時，金屬不規則間隙就就要壓迫進入不規則間隙的塗層材料出去，但外界始終存在一個外力作用，不讓塗層材料出去且由於壓力的作用，塗層材料密度已相對增加，它再隨同溫度的下降冷縮的可能性變小。這樣塗層材料就被金屬材料不規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，我現在稱這些力的總合力為結合力，這個力在保證金屬設計性能要求條件下做出的，且塗層材料又相對堵嚴了不規則間隙。那麼在金屬材料在低於我們剛製作過的溫度，壓力環境下，塗層材料再發生被剝離金屬表層的可能性就小多了，同時也為利用此種方法製造各類相應塗層金屬產品創造了條件。
我們以鐵—碳合金電泳鋁為例說明此方法的好處。
我們首先現行技術在一根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後，由於電泳在塗覆方法塗層中是比較好的一種，它能夠電泳後直接烘乾，但它仍然存在5％～15％水，再加上原有金屬表面清潔是否乾淨等原因，就為將來直接常規烘乾後塗層表面至少存在5％～15％沒有吸附作用的氣體夾層埋下隱患，為了儘量消除這些隱患，我採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℃並逐漸蒸發水分，並逐漸增加壓力至10個大氣壓。當溫度升高到180℃時就可保證壓力不變的情況下停止加熱降溫，由於碳鋼的線膨脹係數為20℃～100℃。10.6～12.3/10-6-1，而鋁的線膨脹係數為20℃～200℃時就已達到23.9/10-6/℃。這樣就保證進入20Cr碳鋼表層不規則間隙的鋁分子。不論溫度當環境溫度升高時由於鋁金屬的熱膨脹率大於20Cr碳鋼的熱膨脹率，也就是說在一定環境下，在不降低鐵碳合金性能溫度要求下常溫～250℃情況下，溫度升高塗層鋁金屬與金屬軸結合的更緊，下一步我就可以利用高溫將鋁金屬塗層氧化成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加工內應力。這樣為造價便易的表面塗層技術代替造價昂貴的表面熱處理技術提供了前提條件。更為各類金屬在塗層保護中由於有了金屬塗層同金屬之間形成的一個強有力的結合力，就能解決各類金屬的腐蝕從內向外發展複合塗層，有了金屬表層塗層的結合力利用其它塗層材料的優點，互相彌補各塗層間的不足，為金屬的長期防腐保護提供了一個很好的方法。
權利要求
1.金屬表層不規則間隙解釋見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塗覆但未烘乾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加熱區間-50～600℃，在一個保證不同金屬設計性能要求的溫度區間內60～600℃一種金屬同吸附在這種金屬表層的不同非金屬物質油脂、水、空氣、液體、碳化物與氧化物的固體粒子等雜質，不同的液休汽化溫度，不同的熱膨脹率。在包括零個～負50個大氣壓的空間內對金屬逐漸加熱，因為任何物質均有一定透氣率使金屬內氣體分子熱運動加劇，產生金屬內氣體分子熱能向金屬外擴散傳遞的熱動能金屬熱膨脹，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。在金屬表層溫度達到1℃～600℃時向金屬表面覆不同的高分子化合物塗層或金屬塗層或複合塗層並繼續加熱。在有不同外力方式的衝擊或壓力0～300個大氣壓下，使吸附在金屬表面的塗層材料擠壓進正在不斷膨脹的金屬不規則間隙內，使進入金屬不規則間隙的塗覆材料密度不斷增加並與金屬不規則間隙的間隙壁發生嚙合磨擦並且隨金屬的熱膨脹而熱膨脹。在保證金屬設計性能要求不同溫度條件下或在保證不高於塗層材料所要求的固化、交聯不發生可逆反應的條件不同溫度條件下。停止加熱，繼續保持外界壓力不變，使金屬溫度開始降低，金屬開始冷縮。由於塗層材料密度的增加，與金屬外壓力的作用，使進入不規則間隙的塗層材料變形與並擠實不規則間隙的縫隙，產生新的分子間作用力與表面附著力。此時塗層材料不再是與金屬表面或金屬表層的吸附力，這時，塗層材料與金屬表層的各種力的合力，我在這裡稱這些力的合力為結合力。使金屬與金屬塗層緊密結合。
2.根據權力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.根據權力要求1不同的加熱方式指燃煤加熱、燃氣加熱、燃油加熱、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.根據權力要求1不同金屬的設計性能要求的溫度。因為在加熱條件下不同金屬性能改變各不同。現就以我們生活中常用的鐵-碳合金及吸附在其表層的雜質為例說明，並納入權力要求。鐵-碳合金在0℃～250℃之間在1小時～24小時是其回火區間，而100℃～250℃是它們去除各種內應力，提高金屬韌性，不降低金屬的強度、硬度，提高金屬尺寸精度性能穩定性的區間。而100℃～250℃也是一般液體、油脂水的氣化的溫度區間。因此選擇100℃～250℃。溫度區根據權力要求1在包括1個一～負50個大氣壓的空間這裡指1個大氣壓。
5.根據權力要求1在不同外力方式的壓力條件或衝擊振動下，指要高壓空氣、高壓清洗液衝擊，高頻振動器衝擊，噴砂衝擊、噴丸衝擊、手動力敲打衝擊。壓力指；液體或氣體壓力相當於0～300個大氣壓。
6.根據權力要求1金屬塗層材料的固化，高聯與可逆反應的不同溫度。指例丙稀酸脂材料型號不同電泳塗層在180℃或在160℃以下烘乾固高交聯成膜，而可逆反應指例可塑性塑料聚乙稀在1個大氣壓100℃在摧化作用下分解的反應。
全文摘要
因為金屬材料的熱脹與金屬材料的透氣性與金屬內環境同金屬外環境的熱動平衡，金屬內熱動能向金屬外傳遞擴散使金屬表層的液體油脂、水、氣、碳化物、氧化物等雜質與金屬表層的吸附脫離並振動清潔，並在一定壓力作用力下將金屬塗層材料擠壓進金屬不規則間隙內，並在保證一定壓力條件下金屬冷縮，擠壓進入金屬不規則間隙的金屬塗層材料，使塗層材料與不規則間隙壁嚙合，摩擦變形，產生新的分子間作用力與附著力，在這裡稱這些附加合力為金屬表層的結合力。使金屬表面緊密聯接。
文檔編號B05D7/14GK1721085SQ20041006309
公開日2006年1月18日 申請日期2004年7月17日 優先權日2004年7月17日
發明者任連傑 申請人:任連傑