CN108707857A - 一种用于制备抗菌耐磨涂层的纳米复合粉芯丝材及其制备方法 - Google Patents

一种用于制备抗菌耐磨涂层的纳米复合粉芯丝材及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于制备抗菌耐磨涂层的纳米复合粉芯丝材及其制备方法，所述丝材由430不锈钢外皮包覆粉芯制成，其中430不锈钢外皮与粉芯的重量比为1.5～4:1；所述粉芯由以下合金粉末混合而成，粉芯成分质量百分比含量范围如下：银8～14wt.％、铜3～9wt.％、镁2～7wt.％、锌2～5wt.％、纳米氧化镁3～11wt.％、纳米氮化硅2～9wt.％、纳米氧化银4～13wt.％、余量为铝。与现有技术相比，本发明具有以下优点：(1)本发明所述用于制备抗菌耐磨涂层的纳米复合粉芯丝材具有良好的抗菌效果；(2)本发明所述粉芯丝材耐磨性好，使用寿命长，其制备成本低。

Description

一种用于制备抗菌耐磨涂层的纳米复合粉芯丝材及其制备 方法
技术领域
本发明属于材料加工工程技术领域，涉及一种粉芯丝材，具体为一种用于制备抗菌耐磨涂层的纳米复合粉芯丝材及其制备方法。
背景技术
对工件进行抗菌处理，尤其在工件表面涂覆抗菌涂层是现在使用较多的方法。采用的抗菌涂层方法有很多，比如电镀银(Ag)涂层。Ag具有非常优良的杀菌功能，在很长的时间里面人们已经广泛的应用Ag的这种功能，由于Ag的成本较高，由此限制了其在日常生活中的广泛应用。电镀Ag可以在金属工件表面获得几十个微米厚的Ag层，物理气相沉积技术的出现，使得人们可以在工件表面沉积一层几个微米薄的Ag层，从而降低了其成本，扩大了Ag的应用范围。但要大规模的应用，其成本仍然相对较高。而Cu同样具有杀菌效果，尤其是纳米尺度的Cu具备非常好的杀菌功能，其成本相比Ag来说很低，结合这两方面的优势，Cu成为非常具有潜力的杀菌材料。
发明内容
本发明解决的技术问题：为了克服现有技术的缺陷，获得一种抗菌性能好，耐磨性强，且成本低的涂层，本发明提供了一种用于制备抗菌耐磨涂层的纳米复合粉芯丝材及其制备方法。
技术方案：一种用于制备抗菌耐磨涂层的纳米复合粉芯丝材，所述丝材由430不锈钢外皮包覆粉芯制成，其中430不锈钢外皮与粉芯的重量比为1.5～4:1；所述粉芯由以下合金粉末混合而成，粉芯成分质量百分比含量范围如下：银8～14wt.％、铜3～9wt.％、镁2～7wt.％、锌2～5wt.％、纳米氧化镁3～11wt.％、纳米氮化硅2～9wt.％、纳米氧化银4～13wt.％、余量为铝。
优选的，所述丝材由430不锈钢外皮包覆粉芯制成，其中430不锈钢外皮与粉芯的重量比为1.5:1；所述粉芯由以下合金粉末混合而成，粉芯成分质量百分比含量范围如下：银8wt.％、铜3wt.％、镁2wt.％、锌2wt.％、纳米氧化镁3wt.％、纳米氮化硅2wt.％、纳米氧化银4wt.％、余量为铝。
优选的，所述丝材由430不锈钢外皮包覆粉芯制成，其中430不锈钢外皮与粉芯的重量比为2:1；所述粉芯由以下合金粉末混合而成，粉芯成分质量百分比含量范围如下：银9wt.％、铜4wt.％、镁4wt.％、锌3wt.％、纳米氧化镁6wt.％、纳米氮化硅7wt.％、纳米氧化银6wt.％、余量为铝。
优选的，所述丝材由430不锈钢外皮包覆粉芯制成，其中430不锈钢外皮与粉芯的重量比为3:1；所述粉芯由以下合金粉末混合而成，粉芯成分质量百分比含量范围如下：银10wt.％、铜6wt.％、镁5wt.％、锌4wt.％、纳米氧化镁8wt.％、纳米氮化硅7wt.％、纳米氧化银11wt.％、余量为铝。
优选的，所述丝材由430不锈钢外皮包覆粉芯制成，其中430不锈钢外皮与粉芯的重量比为4:1；所述粉芯由以下合金粉末混合而成，粉芯成分质量百分比含量范围如下：银14wt.％、铜9wt.％、镁7wt.％、锌5wt.％、纳米氧化镁11wt.％、纳米氮化硅9wt.％、纳米氧化银13wt.％、余量为铝。
以上任一所述用于制备抗菌耐磨涂层的纳米复合粉芯丝材的制备方法，所述方法包括以下步骤：
(1)将粉芯的各成分混合，加入混粉机内混合2～5小时；
(2)选用430不锈钢钢带，将其扎成U型，然后将步骤(1)获得的粉末加入U形不锈钢钢带槽中；
(3)将U形槽合口，把粉末包覆在其中，经过拉丝模，逐渐拉拔，减径，获得直径为2mm的粉芯丝材；
(4)在经过喷砂粗化后的钢基体上制备电弧喷涂涂层，喷涂电压为32～36V，喷涂电流为130～160A，喷涂距离为180～200mm，喷涂气压为0.7MPa。
有益效果：(1)本发明所述用于制备抗菌耐磨涂层的纳米复合粉芯丝材具有良好的抗菌效果；(2)本发明所述粉芯丝材耐磨性好，使用寿命长，其制备成本低。
具体实施方式
实施例1
一种用于制备抗菌耐磨涂层的纳米复合粉芯丝材，所述丝材由430不锈钢外皮包覆粉芯制成，其中430不锈钢外皮与粉芯的重量比为1.5:1；所述粉芯由以下合金粉末混合而成，粉芯成分质量百分比含量范围如下：银8wt.％、铜3wt.％、镁2wt.％、锌2wt.％、纳米氧化镁3wt.％、纳米氮化硅2wt.％、纳米氧化银4wt.％、余量为铝。
所述用于制备抗菌耐磨涂层的纳米复合粉芯丝材的制备方法，所述方法包括以下步骤：
(1)将粉芯的各成分混合，加入混粉机内混合2小时；
(2)选用430不锈钢钢带，将其扎成U型，然后将步骤(1)获得的粉末加入U形不锈钢钢带槽中；
(3)将U形槽合口，把粉末包覆在其中，经过拉丝模，逐渐拉拔，减径，获得直径为2mm的粉芯丝材；
(4)在经过喷砂粗化后的钢基体上制备电弧喷涂涂层，喷涂电压为32V，喷涂电流为130A，喷涂距离为180mm，喷涂气压为0.7MPa。
实施例2
一种用于制备抗菌耐磨涂层的纳米复合粉芯丝材，所述丝材由430不锈钢外皮包覆粉芯制成，其中430不锈钢外皮与粉芯的重量比为2:1；所述粉芯由以下合金粉末混合而成，粉芯成分质量百分比含量范围如下：银9wt.％、铜4wt.％、镁4wt.％、锌3wt.％、纳米氧化镁6wt.％、纳米氮化硅7wt.％、纳米氧化银6wt.％、余量为铝。
所述用于制备抗菌耐磨涂层的纳米复合粉芯丝材的制备方法，所述方法包括以下步骤：
(1)将粉芯的各成分混合，加入混粉机内混合3小时；
(2)选用430不锈钢钢带，将其扎成U型，然后将步骤(1)获得的粉末加入U形不锈钢钢带槽中；
(3)将U形槽合口，把粉末包覆在其中，经过拉丝模，逐渐拉拔，减径，获得直径为2mm的粉芯丝材；
(4)在经过喷砂粗化后的钢基体上制备电弧喷涂涂层，喷涂电压为34V，喷涂电流为140A，喷涂距离为180mm，喷涂气压为0.7MPa。
实施例3
一种用于制备抗菌耐磨涂层的纳米复合粉芯丝材，所述丝材由430不锈钢外皮包覆粉芯制成，其中430不锈钢外皮与粉芯的重量比为3:1；所述粉芯由以下合金粉末混合而成，粉芯成分质量百分比含量范围如下：银10wt.％、铜6wt.％、镁5wt.％、锌4wt.％、纳米氧化镁8wt.％、纳米氮化硅7wt.％、纳米氧化银11wt.％、余量为铝。
所述用于制备抗菌耐磨涂层的纳米复合粉芯丝材的制备方法，所述方法包括以下步骤：
(1)将粉芯的各成分混合，加入混粉机内混合4小时；
(2)选用430不锈钢钢带，将其扎成U型，然后将步骤(1)获得的粉末加入U形不锈钢钢带槽中；
(3)将U形槽合口，把粉末包覆在其中，经过拉丝模，逐渐拉拔，减径，获得直径为2mm的粉芯丝材；
(4)在经过喷砂粗化后的钢基体上制备电弧喷涂涂层，喷涂电压为35V，喷涂电流为150A，喷涂距离为200mm，喷涂气压为0.7MPa。
实施例4
一种用于制备抗菌耐磨涂层的纳米复合粉芯丝材，所述丝材由430不锈钢外皮包覆粉芯制成，其中430不锈钢外皮与粉芯的重量比为4:1；所述粉芯由以下合金粉末混合而成，粉芯成分质量百分比含量范围如下：银14wt.％、铜9wt.％、镁7wt.％、锌5wt.％、纳米氧化镁11wt.％、纳米氮化硅9wt.％、纳米氧化银13wt.％、余量为铝。
所述用于制备抗菌耐磨涂层的纳米复合粉芯丝材的制备方法，所述方法包括以下步骤：
(1)将粉芯的各成分混合，加入混粉机内混合5小时；
(2)选用430不锈钢钢带，将其扎成U型，然后将步骤(1)获得的粉末加入U形不锈钢钢带槽中；
(3)将U形槽合口，把粉末包覆在其中，经过拉丝模，逐渐拉拔，减径，获得直径为2mm的粉芯丝材；
(4)在经过喷砂粗化后的钢基体上制备电弧喷涂涂层，喷涂电压为36V，喷涂电流为160A，喷涂距离为200mm，喷涂气压为0.7MPa。
对实施例1～4制备获得的用于制备抗菌耐磨涂层的纳米复合粉芯丝材进行检测，结果如下表所示。

Claims (6)

1.一种用于制备抗菌耐磨涂层的纳米复合粉芯丝材，其特征在于，所述丝材由430不锈钢外皮包覆粉芯制成，其中430不锈钢外皮与粉芯的重量比为1.5～4:1；所述粉芯由以下合金粉末混合而成，粉芯成分质量百分比含量范围如下：银8～14wt.％、铜3～9wt.％、镁2～7wt.％、锌2～5wt.％、纳米氧化镁3～11wt.％、纳米氮化硅2～9wt.％、纳米氧化银4～13wt.％、余量为铝。
2.根据权利要求1所述的一种用于制备抗菌耐磨涂层的纳米复合粉芯丝材，其特征在于，所述丝材由430不锈钢外皮包覆粉芯制成，其中430不锈钢外皮与粉芯的重量比为1.5:1；所述粉芯由以下合金粉末混合而成，粉芯成分质量百分比含量范围如下：银8wt.％、铜3wt.％、镁2wt.％、锌2wt.％、纳米氧化镁3wt.％、纳米氮化硅2wt.％、纳米氧化银4wt.％、余量为铝。
3.根据权利要求1所述的一种用于制备抗菌耐磨涂层的纳米复合粉芯丝材，其特征在于，所述丝材由430不锈钢外皮包覆粉芯制成，其中430不锈钢外皮与粉芯的重量比为2:1；所述粉芯由以下合金粉末混合而成，粉芯成分质量百分比含量范围如下：银9wt.％、铜4wt.％、镁4wt.％、锌3wt.％、纳米氧化镁6wt.％、纳米氮化硅7wt.％、纳米氧化银6wt.％、余量为铝。
4.根据权利要求1所述的一种用于制备抗菌耐磨涂层的纳米复合粉芯丝材，其特征在于，所述丝材由430不锈钢外皮包覆粉芯制成，其中430不锈钢外皮与粉芯的重量比为3:1；所述粉芯由以下合金粉末混合而成，粉芯成分质量百分比含量范围如下：银10wt.％、铜6wt.％、镁5wt.％、锌4wt.％、纳米氧化镁8wt.％、纳米氮化硅7wt.％、纳米氧化银11wt.％、余量为铝。
5.根据权利要求1所述的一种用于制备抗菌耐磨涂层的纳米复合粉芯丝材，其特征在于，所述丝材由430不锈钢外皮包覆粉芯制成，其中430不锈钢外皮与粉芯的重量比为4:1；所述粉芯由以下合金粉末混合而成，粉芯成分质量百分比含量范围如下：银14wt.％、铜9wt.％、镁7wt.％、锌5wt.％、纳米氧化镁11wt.％、纳米氮化硅9wt.％、纳米氧化银13wt.％、余量为铝。
6.权利要求1～5任一所述用于制备抗菌耐磨涂层的纳米复合粉芯丝材的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)将粉芯的各成分混合，加入混粉机内混合2～5小时；
(2)选用430不锈钢钢带，将其扎成U型，然后将步骤(1)获得的粉末加入U形不锈钢钢带槽中；
(3)将U形槽合口，把粉末包覆在其中，经过拉丝模，逐渐拉拔，减径，获得直径为2mm的粉芯丝材；
(4)在经过喷砂粗化后的钢基体上制备电弧喷涂涂层，喷涂电压为32～36V，喷涂电流为130～160A，喷涂距离为180～200mm，喷涂气压为0.7MPa。
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