CN106191750A - 一种取暖器表面涂层及其制造方法 - Google Patents

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邹学武
陈超
张仁春
彭原璞
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    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
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Abstract

本发明提供一种取暖器表面涂层制造方法，按照要求取适量的涂层材料放置于容器中搅拌30分钟；取下容器，将涂层材料耐火容器中，将耐火容器放置在高温闭式炉中烧结1小时；烧结完成后，打开高温闭式炉，取出烧结完成的涂层材料将之冷却至室温，冷却时采用氮气作为保护气体；将烧结完成的涂层材料置于球磨机内干法研磨，将之研磨为粉状粒度为300目的粉状物，粉状物通过卸料箅板排出；将的粉状物倒入等离子喷涂设备的送粉器中；将铝合金型材固定并置于等离子喷涂设备前；等离子喷涂设备的工作气体为氮气，喷涂结束，空气冷却取下铝合金型材。采用这种加工方法喷涂后制造的取暖器辐射距离长，电‑热辐射转换效率高。

Description

一种取暖器表面涂层及其制造方法
技术领域
本发明涉及取暖器领域，具体而言涉及一种取暖器表面涂层及其制造方法。
背景技术
取暖技术已经得到了广泛的应用，目前在冬季的取暖主要依靠空调、电暖器等设备。而一般取暖器热转换率低，使用寿命低，且耗电量大，不利于环保也不利于人体健康。
现有取暖器主要在金属壳体中安装普通加热管、保湿层，这种取暖器放出的红外线多属于近红外线，由于波长较短，因此产生大量的热效应，长期照射人体后会产生灼伤皮肤及眼睛水晶体等伤害。波长更短的其它电磁波如紫外线、X射线及γ射线等，会使原子上的电子产生游离，对人体更有伤害作用。
远红外线辐射取暖器，多是金属壳体中安装碳陶瓷加热管、保湿层等，虽然可以获得远红外线辐射，但是由于铝合金本身对红外线的反射率高，吸收率低，根据基尔霍夫辐射定律，其吸收比低，辐射比也低，导致部分红外波反射于加热管上，使用加热管温度升高，而且部分波产生干涉，造成辐射能量损失。
发明内容
本发明目的在于提供一种提高红外辐射效率的远红外辐射取暖器的表面涂层及其加工方法。
本发明的上述目的通过独立权利要求的技术特征实现，从属权利要求以另选或有利的方式发展独立权利要求的技术特征。
为达成上述目的，本发明提出一种取暖器表面涂层，所述涂层由下述重量
比的材料组成：二氧化锰15-20份；
三氧化二铬24-31份；
三氧化二铁32-37份；
氧化铜9-16份；
碳化钛3-8份；
石墨2份；
余量为二氧化硅。
本发明的另一方面提出一种加工取暖器表面涂层的方法，该方法包括如下步骤：
步骤1、按照要求取适量的涂层材料将之放置于容器中，用搅拌机搅拌30分钟。
步骤2、取下容器，将混合均匀的涂层材料倒入耐火容器中，将耐火容器放置在烧结温度为1220℃的高温闭式炉中烧结1小时。
步骤3、烧结完成后，打开高温闭式炉，取出烧结完成的涂层材料并将之放在采用氮气作为保护气体的装置中冷却至室温。
步骤4、将冷却后的涂层材料置于球磨机内干法研磨，使涂层材料研磨为粉末粒度为300目的粉状物，粉状物通过卸料箅板排出。
步骤5、将步骤4中的粉状物倒入等离子喷涂设备的送粉器中。
步骤6、将铝合金型材固定并置于等离子喷涂设备前。
步骤7、等离子喷涂设备的工作气体为氮气，等离子喷涂设备的喷涂电压为90V，电流为190-200A，工作气体流量为15L/min，送粉量14.5g/min，喷涂距离为80-100mm，喷涂厚度为0.2mm，喷涂结束，空气冷却取下铝合金型材。
经过实验可知，本发明的取暖器表面涂层的耐磨性和耐蚀性较高，提高了产品的使用寿命，产品的热传导系数高，内部热量传递到铝合金表面时，由于表面涂层的热传导系数高，可以将热量快速传递到外部，保证了热输出率。
应当理解，前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的发明主题的一部分。另外，所要求保护的主题的所有组合都被视为本公开的发明主题的一部分。
具体实施方式
为了更了解本发明的技术内容，特举具体实施例并说明如下。
本公开的实施例不必定意在包括本发明的所有方面。应当理解，上面介绍的多种构思和实施例，以及下面更加详细地描述的那些构思和实施方式可以以很多方式中任意一种来实施，这是因为本发明所公开的构思和实施例并不限于任何实施方式。另外，本发明公开的一些方面可以单独使用，或者与本发明公开的其他方面的任何适当组合来使用。
一种取暖器表面涂层，所述涂层由下述重量比的材料组成：二氧化锰15-20份；三氧化二铬24-31份；三氧化二铁32-37份；氧化铜9-16份；碳化钛3-8份；石墨2份；余量为二氧化硅。
实施例1
所述的取暖器表面涂层由下述重量比的材料组成：二氧化锰15份；三氧化二铬30份；三氧化二铁32份；氧化铜15份；碳化钛3；石墨2份；余量为二氧化硅。
实施例2
取暖器表面涂层由下述重量比的材料组成：二氧化锰17份；三氧化二铬27份；三氧化二铁34份；氧化铜12份；碳化钛5份；石墨2份；余量为二氧化硅。
实施例3
取暖器表面涂层由下述重量比的材料组成：二氧化锰20份；三氧化二铬24份；三氧化二铁37份；氧化铜9份；碳化钛8份；石墨2份；余量为二氧化硅。
对比例1
取暖器表面涂层由下述重量比的材料组成：二氧化锰13份，三氧化二铬20份；三氧化二铁40份；氧化铜8份；碳化钛3份；石墨2份；余量为二氧化硅。
对比例2
取暖器表面涂层由下述重量比的材料组成：二氧化锰22份，三氧化二铬18份；三氧化二铁43份；氧化铜5份；碳化钛2份；石墨2份；余量为二氧化硅。
对采用不同配比的取暖器表面涂层的取暖器进行性能测试如下：
由上表可知，采用实施例1、实施例2、实施例3的配比的取暖器表面涂层的取暖器其法向全发射率、电-热辐射转换效率、红外辐射能量密度均较高，人体在较远距离就能感受到热能，提高了用户的使用感受。而对比例1和对比例2虽然也能够进行喷涂，但是取暖器的相关的参数较低，消耗功率较高，且热能能够达到的距离较以上实施例有较大的区别，用户体验度较低，因而不予采用。
加工所述取暖器表面涂层的方法，该方法包括如下步骤：
步骤1、按照要求取适量的涂层材料将之放置于容器中，用搅拌机搅拌30分钟。
步骤2、取下容器，将混合均匀的涂层材料倒入耐火容器中，将耐火容器放置在烧结温度为1220℃的高温闭式炉中烧结1小时。
步骤3、烧结完成后，打开高温闭式炉，取出烧结完成的涂层材料并将之放在采用氮气作为保护气体的装置中冷却至室温。
步骤4、将冷却后的涂层材料置于球磨机内干法研磨，使涂层材料研磨为粉末粒度为300目的粉状物，粉状物通过卸料箅板排出。
步骤5、将步骤4中的粉状物倒入等离子喷涂设备的送粉器中。
步骤6、将铝合金型材固定并置于等离子喷涂设备前。
步骤7、等离子喷涂设备的工作气体为氮气，等离子喷涂设备的喷涂电压为90V，电流为190-200A，工作气体流量为15L/min，送粉量14.5g/min，喷涂距离为80-100mm，喷涂厚度为0.2mm，喷涂结束，空气冷却取下铝合金型材。
采用这种方法能够将涂层材料可靠的喷涂在取暖器表面的铝合金型材上，若喷涂厚度低于0.2mm，则加热后铝合金型材上的涂层容易脱落，若喷涂厚度高于0.2mm，表面温度梯度减小，热辐射率降低，影响取暖器热效率。
作为优选的，所述步骤4中的球磨机设置有4个研磨腔，其中第一研磨腔内的研磨介质为圆柱形钢棒，第二、第三、第四研磨腔内的研磨介质为钢球，采用4个研磨腔能够充分的研磨烧结完成的涂层材料，使之达到使用要求。
作为优选的，步骤2中的高温闭式炉为氮气气氛高温闭式炉，价格便宜，能够满足使用需求。
作为优选的，所述步骤6中的铝合金型材在喷涂前进行表面预处理，所述表面预处理包括以下步骤：
步骤1、将铝合金型材放置在第一清洗槽内，第一清洗槽内设置有水和脱酸剂的混合液，其中1m3的水内放入50KG的脱酸剂，将铝合金型材浸泡5-20min后用水清洗后取出，去除铝合金型材上残留的水份。
步骤2、将步骤1中的铝合金型材放入第二清洗槽内，第二清洗槽内设置有水和磷化剂的混合液，其中1m3的水内放入50KG的磷化剂，将铝合金型材浸泡5-20min后用水清洗后取出，去除铝合金型材上残留的水份。
作为优选的，所述步骤1中的脱酸剂浓度为25-50g/L，步骤2中的磷化剂浓度为25-50g/L。
其中若脱酸剂和磷化剂的剂量和浓度过低，则铝合金型材上残留的油脂和氧化层等会影响涂层附着力和涂层均匀性，若脱酸剂和磷化剂的剂量和浓度过高，则铝合金型材会收到腐蚀，影响喷涂的效果。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (9)

1.一种取暖器表面涂层，其特征在于，所述涂层由下述重量比的材料组成：
二氧化锰 15-20份；
三氧化二铬 24-31份；
三氧化二铁 32-37份；
氧化铜 9-16份；
碳化钛 3-8份；
石墨 2份；
余量为二氧化硅。
2.根据权利要求1所述的取暖器表面涂层，其特征在于，所述涂层由下述重量比的材料组成：
二氧化锰 15份；
三氧化二铬 30份；
三氧化二铁 32份；
氧化铜 15份；
碳化钛 3；
石墨 2份；
余量为二氧化硅。
3.根据权利要求1所述的取暖器表面涂层，其特征在于，所述涂层由下述重量比的材料组成：
二氧化锰 17份；
三氧化二铬 27份；
三氧化二铁 34份；
氧化铜 12份；
碳化钛 5份；
石墨 2份；
余量为二氧化硅。
4.根据权利要求1所述的取暖器表面涂层，其特征在于，所述涂层由下述重量比的材料组成：
二氧化锰 20份；
三氧化二铬 24份；
三氧化二铁 37份；
氧化铜 9份；
碳化钛 8份；
石墨 2份；
余量为二氧化硅。
5.加工权利要求1-4任一所述取暖器表面涂层的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
步骤1、按照要求取适量的涂层材料将之放置于容器中，用搅拌机搅拌30分钟；
步骤2、取下容器，将混合均匀的涂层材料倒入耐火容器中，将耐火容器放置在烧结温度为1220℃的高温闭式炉中烧结1小时；
步骤3、烧结完成后，打开高温闭式炉，取出烧结完成的涂层材料并将之放在采用氮气作为保护气体的装置中冷却至室温；
步骤4、将冷却后的涂层材料置于球磨机内干法研磨，使涂层材料研磨为粉末粒度为300目的粉状物，粉状物通过卸料箅板排出；
步骤5、将步骤4中的粉状物倒入等离子喷涂设备的送粉器中；
步骤6、将铝合金型材固定并置于等离子喷涂设备前；
步骤7、等离子喷涂设备的工作气体为氮气，等离子喷涂设备的喷涂电压为90V，电流为190-200A，工作气体流量为15L/min，送粉量14.5g/min，喷涂距离为80-100mm，喷涂厚度为0.2mm，喷涂结束，空气冷却取下铝合金型材。
6.根据权利要求5所述的取暖器表面涂层的加工方法，其特征在于，所述步骤4中的球磨机设置有4个研磨腔，其中第一研磨腔内的研磨介质为圆柱形钢棒，第二、第三、第四研磨腔内的研磨介质为钢球。
7.根据权利要求5所述的取暖器表面涂层的加工方法，其特征在于，所述步骤2中的高温闭式炉为氮气气氛高温闭式炉。
8.根据权利要求5所述的取暖器表面涂层的加工方法，其特征在于，所述步骤6中的铝合金型材在喷涂前需进行表面预处理，所述表面预处理包括以下步骤：
步骤1、将铝合金型材放置在第一清洗槽内，第一清洗槽内设置有水和脱酸剂的混合液，其中1m3的水内放入50KG的脱酸剂，将铝合金型材浸泡5-20min后用水清洗后取出，去除铝合金型材上残留的水份；
步骤2、将步骤1中的铝合金型材放入第二清洗槽内，第二清洗槽内设置有水和磷化剂的混合液，其中1m3的水内放入50KG的磷化剂，将铝合金型材浸泡5-20min后用水清洗后取出，去除铝合金型材上残留的水份。
9.根据权利要求8所述的取暖器表面涂层的加工方法，其特征在于，所述步骤1中的脱酸剂浓度为25-50g/L，步骤2中的磷化剂浓度为25-50g/L。
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