一種金屬板材高能噴丸碳纖維噴塗方法與流程
2023-09-14 11:31:40
本發明屬於噴塗技術領域，尤其涉及一種金屬板材高能噴丸碳纖維噴塗方法。
背景技術：
噴塗機是採用噴塗技術，將增壓霧化後的塗料噴塗到工件表面的噴塗設備。噴塗機廣泛應用於手錶、首飾、手機、銘版標牌、製版等噴塗質量要求較高、工藝精細的工件。
一般情況下，工件表層噴塗前需要進行清洗、噴丸等預處理措施，用以強化工件強度方便後續進行噴塗處理，噴塗過程採用粘結劑粘結工件表層和塗料層粘結力、附著力有限，導致使用壽命短。碳纖維是一種含碳量在95%以上的高強度、高模量纖維的新型纖維材料。它是由片狀石墨微晶等有機纖維沿纖維軸向方向堆砌而成，經碳化及石墨化處理而得到的微晶石墨材料。碳纖維"外柔內剛"，質量比金屬鋁輕，但強度卻高於鋼鐵，並且具有耐腐蝕、高模量的特性，在國防軍工和民用方面都是重要材料。
以碳纖維塗料為原料利用噴塗機進行噴塗，粘結劑與碳纖維塗料、工件外層的粘結力有限，採用傳統的纖維噴塗工藝在工件表面難以發揮碳纖維的優良性能因此，發明一種金屬板材高能噴丸碳纖維噴塗方法顯得非常必要。
技術實現要素：
針對上述技術問題，本發明提供一種金屬板材高能噴丸碳纖維噴塗方法。
一種金屬板材高能噴丸碳纖維噴塗方法，包括1）打磨整形：採用砂紙或打磨機打磨清理工件表面的氧化層、毛刺；
2）清洗：利用壓縮空氣管路噴出的高速氣流噴吹所述工件的外表面，將打磨後的雜質清理乾淨，以蘸有防鏽油的棉布擦拭所述工件的外表面；
3）加熱：將清洗過的所述工件放入加熱爐進行烘乾加熱，加熱溫度160-240°c，加熱時間30-50min；
4）高能噴丸：將加熱後的表面溫度在150°c以上的所述工件利用高能噴丸機中工作倉中的夾具固定在夾具座上，然後打開送料風管上的閥門（及連接管下端的閥門，打開風機向彈丸倉內部添加納米碳纖維顆粒，向高壓氣管內部通入高壓氣體，彈丸倉內部的彈丸直徑為0.6-1.2mm，噴嘴距離所述工件的上表面距離為30-60mm，噴丸時間100-200min，噴丸結束後翻轉所述工件，用夾具固定所述工件，使所述工件下表面朝向上方進行再次噴丸處理；
5）超聲波清洗：將噴丸後的所述工件放入超聲波清洗機，清洗介質丙酮，清洗時間10-15min，清洗的溫度20-25°c；
6）自動噴塗：採用自動噴塗機將粘結劑噴塗到所述工件的外表面，所述的粘結劑選用乙烯基酯樹脂、熱縮性樹脂聚乙烯、聚丙烯、乙烯丙烯共聚物中的一種或兩種以上，將碳纖維塗料倒入自動噴塗機進行自動噴塗；
7）烘乾：噴塗後的所述工件放入烘乾機進行烘乾，烘乾溫度100-140°c，烘乾時間10-16min。
所述的金屬板材高能噴丸碳纖維噴塗方法使用的高能噴丸機，其特徵在於，包括高壓氣管、噴嘴、工作倉、工件、夾具、料箱、風機、閥門、送料風管、彈丸倉、彈丸、噴丸輸送管、夾具座和連接管；工作倉下端設有一工作倉，所述工作倉經所述送料風管連通所述風機出風口，所述送料風管上端經連接管連通裝有納米碳纖維顆粒的所述料箱，所述彈丸倉出口經噴丸輸送管連通所述噴嘴，所述工作倉內部設有一夾具座，所述工作倉上端設有一連通所述的所述高壓氣管。
優選地，所述納米碳纖維顆粒大小為1-50nm。
優選地，所述高壓氣體的壓力為0.5-0.8mpa。
優選地，所述粘結劑與所述碳纖維塗料層厚度比例為1：0.4-0.6。
與現有技術相比，本發明具有如下有益效果：本發明結構簡單，向高能噴丸機彈丸倉內添加納米碳纖維顆粒，利用高能噴丸使彈丸衝擊工件表面的非平衡缺陷形成預處理碳纖維層，強化工件力學性能的同時便於粘結劑牢固連接預處理碳纖維層和碳纖維塗料層，粘結力強，方便補漆維修。
附圖說明
圖1是本發明高能噴丸設備結構圖。
圖中：
1-高壓氣管、2-噴嘴、3-工作倉、4-工件、5-夾具、6-料箱、7-風機、8-閥門、9-送料風管、10-彈丸倉、11-彈丸、12-噴丸輸送管、13-夾具座、14-連接管。
具體實施方式
以下結合附圖對本發明做進一步描述：
實施例：
如附圖所示
本發明提供一種金屬板材高能噴丸碳纖維噴塗方法，包括
1）打磨整形：採用砂紙或打磨機打磨清理工件4表面的氧化層、毛刺；
2）清洗：利用壓縮空氣管路噴出的高速氣流噴吹工件4的外表面，將打磨後的雜質清理乾淨，以蘸有防鏽油的棉布擦拭工件4的外表面；
3）加熱：將清洗過的工件4放入加熱爐進行烘乾加熱，加熱溫度160-240°c，加熱時間30-50min；
4）高能噴丸：將加熱後的表面溫度在150°c以上的工件4利用高能噴丸機中工作倉3中的夾具5固定在夾具座13上，然後打開送料風管9上的閥門8及連接管14下端的閥門8，打開風機7向彈丸倉10內部添加納米碳纖維顆粒，向高壓氣管1內部通入高壓氣體，彈丸倉10內部的彈丸11直徑為0.6-1.2mm，噴嘴2距離工件4的上表面距離為30-60mm，噴丸時間100-200min，噴丸結束後翻轉工件4，用夾具5固定工件4，使工件4下表面朝向上方進行再次噴丸處理；
5）超聲波清洗：將噴丸後的工件4放入超聲波清洗機，清洗介質丙酮，清洗時間10-15min，清洗的溫度20-25°c；
6）自動噴塗：採用自動噴塗機將粘結劑噴塗到工件4的外表面，的粘結劑選用乙烯基酯樹脂、熱縮性樹脂聚乙烯、聚丙烯、乙烯丙烯共聚物中的一種或兩種以上，將碳纖維塗料倒入自動噴塗機進行自動噴塗；
7）烘乾：噴塗後的工件4放入烘乾機進行烘乾，烘乾溫度100-140°c，烘乾時間10-16min。
一種金屬板材高能噴丸碳纖維噴塗方法使用的高能噴丸機，其特徵在於，包括高壓氣管1、噴嘴2、工作倉3、工件4、夾具5、料箱6、風機7、閥門8、送料風管9、彈丸倉10、彈丸11、噴丸輸送管12、夾具座13和連接管14；工作倉3下端設有一工作倉3，工作倉3經送料風管9連通風機7出風口，送料風管9上端經連接管14連通裝有納米碳纖維顆粒的料箱6，彈丸倉10出口經噴丸輸送管12連通噴嘴2，工作倉3內部設有一夾具座13，工作倉3上端設有一連通2的高壓氣管1。
進一步設置為：納米碳纖維顆粒大小為1-50nm。
進一步設置為：高壓氣體的壓力為0.5-0.8mpa。
進一步設置為：粘結劑與碳纖維塗料層厚度比例為1：0.4-0.6。
工作原理
本發明是這樣來實現的，利用風機7向彈丸倉10內部添加1-3kg的納米碳纖維顆粒，彈丸11在超聲波振動過程中球形表面會攜帶部分少量的納米碳纖維顆粒在高壓氣管1噴出的高壓氣體作用下以高速衝擊到工件的表面，使工件4表面發生強烈的塑性變形，在彈丸11的超高頻的反覆衝擊下，工件4表面形成位錯、空洞等非平衡缺陷，使表面形成納米晶粒細化層，在常溫下，彈丸11表面攜帶的納米碳纖維顆粒可通過非平衡缺陷，顆粒大小為1-50nm的納米碳纖維顆粒可經過位錯、空洞等非平衡缺陷鑲嵌在工件4的表面形成預處理納米碳纖維層，在步驟5）超聲波清洗處理後，外表層粘接的納米碳纖維層被清洗掉，而嵌入工件4表層的納米碳纖維層牢牢固定在了工件4的表層，經過自動噴塗步驟6）中噴塗的粘結劑可牢固將含有碳纖維成分的預處理納米碳纖維層和碳纖維塗料粘結在一起，這樣一來工件的外表面就形成了納米碳纖維層和碳纖維塗料層結合的兩層碳纖維層，工件4的防鏽蝕的能力明顯增強，工件4表面碰撞等原因出現漆面損傷時，在預處理納米碳纖維層補漆更加的方便牢固，碳纖維塗料不容易脫落，美觀可靠，工件4的漆使用壽命和附著力增強，本發明結構簡單，向高能噴丸機彈丸倉內添加納米碳纖維顆粒，利用高能噴丸使彈丸衝擊工件表面的非平衡缺陷形成預處理碳纖維層，強化工件力學性能的同時便於粘結劑牢固連接預處理碳纖維層和碳纖維塗料層，粘結力強，方便補漆維修。
利用本發明所述的技術方案，或本領域的技術人員在本發明技術方案的啟發下，設計出類似的技術方案，而達到上述技術效果的，均是落入本發明的保護範圍。