CN103059611A - 一种镁合金吸光涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种镁合金吸光涂料及其制备方法，属于高新材料研究制备和应用领域，特别涉及一种激光焊接镁合金用吸光涂料及其制备方法。其特征在于是一种为镁合金表面提供的激光吸收率高、性价比好的激光加工涂料及其制作方法；这种涂料具有涂层表面细腻光洁，金属与基体结合牢固，干燥快，无刺激性气味，激光扫描时无反喷，激光处理后涂层清除方便等优点，产品的性价比好，吸光率高，制作方法简单、成本较低廉；对提高企业的产品质量和档次，降低生产成本，提高经济效益有重要作用。

Description

一种镁合金吸光涂料及其制备方法

技术领域

本发明一种镁合金吸光涂料及其制备方法，属于高新材料研究制备和应用领域，特别涉及一种激光焊接镁合金用吸光涂料及其制备方法。

                                                                             

背景技术

镁合金的激光加工在机械制造、航天航空、铁道运输等领域已经得到了广泛的应用，镁合金激光加工技术的特征之一就是激光处理前要在材料表面预涂一层吸光材料，以便使镁合金表面最大限度地吸收激光能量、使之熔化量得到提高，同时减少对操作人员的光污染。

激光照射在物体上与可见光一样，也有被吸收和反射的性质，经测试，镁合金金属表面对激光的反射率高达90%以上，从而造成大部分激光能量的损失，而且对操作人员的身体健康也带来了一定程度的危害。为此，研制一种镁合金涂层，能够大幅度增加镁合金金属表面的吸收率，已成为镁合金激光加工技术应用中一项重要的课题。

国内外对相关的激光涂层进行了研究，在国外，日本助友公司研究一种NEXTEL1101型涂料，其对激光的吸收率可达到90%以上，但它的售价比较昂贵，这加大了用户的生产成本；我国早期的吸光涂料主要是磷酸锰涂料及碳素墨汁，磷酸锰涂料在使用过程中易出现微裂纹，这给激光后续加工带来麻烦，增加了加工量，而且碳素墨汁对激光的吸收仅为60%左右，这样会对操作人员的身体造成一定程度的伤害；上海光机所研制的86-1型黑漆，已供国内市场，但由于产品性能不太稳定，使得使用单位迫切希望开发一种吸收率高的适合镁合金激光加工的吸收涂料。

发明内容

本发明一种镁合金吸光涂料及其制备方法的目的在于，提供一种为镁合金表面提供的激光吸收率高、性价比好的激光加工涂料及其制作方法；这种涂料具有涂层表面细腻光洁，金属与基体结合牢固，干燥快，无刺激性气味，激光扫描时无反喷，激光处理后涂层清除方便等优点，产品的性价比好，吸光率高，制作方法简单、成本较低廉；对提高企业的产品质量和档次，降低生产成本，提高经济效益有重要作用。

本发明一种镁合金吸光涂料，其特征在于是一种主成分含量很高、纯度为99.9%，按照重量组份计算组份为SiO₂20-40%,TiO₂20-40%;石墨粉1-5%,漆片5-15%,无水酒精150-300ml，产品的吸光率达到90%以上，涂上涂料的镁合金激光熔深是未涂的镁合金深度的4倍以上，无刺激性气味，激光扫描时无反喷，激光处理后涂层清除方便，工件的变形很小，能够大幅度提高抗疲劳性能，组分中只含有1-5%的石墨，环境友好，降低了光反射对操作人员的危害的激光焊接镁合金用吸光涂料。

上述一种镁合金吸光涂料的制备方法，其特征在于该方法的具体步骤为：

①、按照组份为SiO₂20-40%,TiO₂20-40%;石墨粉1-5%,漆片5-15%,无水酒精150-300ml称取各组分，将称取的组分混合后用球磨机球磨混合均匀，球磨时间大于等于2小时；

②、用100 ～ 300目筛子筛滤步骤 ①得到的混合物；

③、将步骤②筛滤得到的混合物放入烘箱中加热到150℃～ 200℃，保温2小时以上即得到用于镁合金表面熔凝或焊接的多组分吸光涂料。

本发明一种镁合金吸光涂料及其制备方法的优点在于：

1、本发明多组分吸光材料的组分均为各组分的分析纯试剂。主成分含量很高、纯度较高，干扰杂质很低。

2、本发明这种镁合金激光加工涂料的制作方法是：将材料按给定的比例充分混合、搅拌，在常温下，将混合料与酒精充分搅拌，随后加入，直到涂料丰满、均匀为止。

3、与现有技术相比：本发明吸收率高、性价比好的激光加工涂料及其制作方法；这种涂料具有涂层表面细腻光洁，金属与基体结合牢固，干燥快，无刺激性气味，激光扫描时无反喷，激光处理后涂层清除方便等优点，产品的性价比好，吸光率高，制作方法简单、成本较低廉；对提高企业的产品质量和档次，降低生产成本，提高经济效益有重要作用。产品经过试验表明：产品的吸光率达到90%以上。涂上涂料的镁合金激光熔深比是未涂的镁合金深度的2倍，工件的变形很小，能够大幅度提高抗疲劳性能，环境友好，大大降低了光反射对操作人员的危害。

附图说明

图1为激光加工后的镁合金表面形貌图

图2为添加吸光材料激光加工后镁合金断面形貌图

图3为未添加吸光材料激光加工后镁合金断面形貌图

实施方式1：

上述参照实例对镁合金吸光材料及其制备方法进行的详细描述，是说明性的而不是限定性的，按照组分配比限定范围可列若干个实施方式，因此在不脱离本发明总体构思下的变化和修改，应属于本发明的保护范围之内。

一种镁合金吸光材料,按重量或体积由以下成分均匀制备而成: SiO₂: 20g, TiO₂: 20g,石墨粉:3g,漆片:10g,无水酒精:200ml

具体实施步骤如下:

（1）备料：SiO₂20g, TiO₂20g,石墨粉3g,漆片10g,无水酒精:200ml

（2）将漆片浸泡在所述的无水酒精中，直至漆片完全溶解；

（3）将SiO₂、石墨粉按所述量球磨后加入溶解漆片后的无水酒精中，搅拌均匀即可。

镁合金AZ31,功率3000W, 速率:2m/min,使用时,采用毛刷均匀图在镁合金表面，图层自然干燥后，进行激光加工，所得表面成金属色，有少量熔渣，熔深比为4.07。

实施方式2：

一种镁合金吸光材料,按重量或体积由以下成分均匀制备而成: SiO₂: 20g, TiO₂: 30g,石墨粉:3g,漆片:10g,无水酒精:200ml

具体实施步骤如下:

（1）备料：SiO₂: 20g, TiO₂: 20g,石墨粉:3g,漆片:10g,无水酒精:200ml

（2）将漆片浸泡在所述的无水酒精中，直至漆片完全溶解；

（3）将SiO₂、石墨粉按所述量球磨后加入溶解漆片后的无水酒精中，搅拌均匀即可。

镁合金AZ31B,功率3000W, 速率:2m/min,使用时,采用毛刷均匀图在镁合金表面。图层自然干燥后，进行激光加工，所得表面成金属色如图一所示，断面如图二所示，有少量熔渣，熔深比为4.12，未添加涂料的镁合金断面如图三所示，比较图二与图三可知，涂有涂层镁合金的熔深是未涂涂层的4.02倍。

实施方式3：

一种镁合金吸光材料,按重量或体积由以下成分均匀制备而成: SiO₂: 20g, TiO₂: 30g,石墨粉:5g,漆片:12g,无水酒精:200ml

具体实施步骤如下:

（1）备料：SiO₂: 20g, TiO₂: 30g,石墨粉:5g,漆片:12g,无水酒精:200ml

（2）将漆片浸泡在所述的无水酒精中，直至漆片完全溶解；

（3）将SiO₂、石墨粉按所述量球磨后加入溶解漆片后的无水酒精中，搅拌均匀即可。

镁合金ZM61,功率3000W, 速率:2m/min,使用时,采用毛刷均匀图在镁合金表面，图层自然干燥后，进行激光加工，所得表面成金属色，有少量熔渣，熔深比为4.03。

如上所述，采用本发明在镁合金熔凝或焊接使用中取得了明显的增加熔深效果，在相同激光加工工艺参数条件下，与传统的激光加工相比，不仅表面成形良好，熔深增加在4 倍以上，加工效率大大提高，使用时对人体伤害轻微，可大规模使用。并且本发明的多组分成分制备简单。

Claims (2)

1.一种镁合金吸光涂料，其特征在于是一种主成分含量很高、纯度为99.9%，按照重量组份计算组份为SiO₂20-40%,TiO₂20-40%;石墨粉1-5%,漆片5-15%,无水酒精150-300ml，产品的吸光率达到90%以上，涂上涂料的镁合金激光熔深是未涂的镁合金深度的4倍以上，无刺激性气味，激光扫描时无反喷，激光处理后涂层清除方便，工件的变形很小，能够大幅度提高抗疲劳性能，组分中只含有1-5%的石墨，环境友好，降低了光反射对操作人员的危害的激光焊接镁合金用吸光涂料。

2.权利要求1所述一种镁合金吸光涂料的制备方法，其特征在于该方法的具体步骤为：

①、按照组份为SiO₂20-40%,TiO₂20-40%;石墨粉1-5%,漆片5-15%,无水酒精150-300ml称取各组分，将称取的组分混合后用球磨机球磨混合均匀，球磨时间大于等于2小时；

②、用100 ～ 300目筛子筛滤步骤 ①得到的混合物；

③、将步骤②筛滤得到的混合物放入烘箱中加热到150℃～ 200℃，保温2小时以上即得到用于镁合金表面熔凝或焊接的多组分吸光涂料。

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