CN111363447A - 一种应用在机械零部件表面的聚醚醚酮基复合涂层 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及聚醚醚酮基复合涂层制备技术领域，且公开了一种应用在机械零部件表面的聚醚醚酮基复合涂层，包括以下重量份数配比的原料：84～94份的平均粒径为10～15um的聚醚醚酮粉末、2～8份的平均粒径为15～20um的石墨粉末、4～8份的平均粒径为15～30um的聚四氟乙烯粉末；上述聚醚醚酮基复合涂层的制备工艺包括以下步骤：将上述的聚醚醚酮粉末、石墨粉末、聚四氟乙烯粉末与由无水乙醇和丙酮按等体积混合的混合溶剂一起加入到球磨容器内进行充分混合均匀；将制备的混合粉末喷涂在机械零部件表面；将喷涂后的机械零部件放置于箱式电阻炉在烧结。本发明的聚醚醚酮基复合涂层在使用过程中不会有分层现象产生，并且能够起到很好的保护作用。

Description

一种应用在机械零部件表面的聚醚醚酮基复合涂层
技术领域
本发明涉及聚醚醚酮基复合涂层制备技术领域，具体为一种应用在机械零部件表面的聚醚醚酮基复合涂层。
背景技术
表面工程作为一种通过电镀、热喷涂(焊)、热渗以及气相沉积等工艺对材料表面物理化学性能进行改善的工程技术，可在不改变基体材料性质的基础上对表面进行强化，使其获得基体材料所不具备的特殊性能，从而提高零件的耐磨性和耐蚀性，改善零件的性能并提高使用寿命。
在表面防护领域里，更高性能的涂层材料搭配适合的制备工艺才能起到良好的防护作用。传统的热喷涂技术制备的涂层中一般都会存在较高的孔隙率，虽然对所得涂层进行后处理能够获得较为致密的涂层，从而达到改良涂层性能的作用，但如此以来则会拉长生产周期降低生产效率。同时通过热喷涂获得的涂层厚度有限，在某些工业领域不能达到使用要求，虽然通过多次喷涂会增加涂层厚度，但是所得涂层在使用过程中往往会有分层现象产生，并不能够起到很好的保护作用。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供一种应用在机械零部件表面的聚醚醚酮基复合涂层，以解决目前所制备的涂层在使用过程中往往会有分层现象产生，并不能够起到很好的保护作用技术问题。
(二)技术方案
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种应用在机械零部件表面的聚醚醚酮基复合涂层，包括以下重量份数配比的原料：84～94份的平均粒径为10～15um的聚醚醚酮粉末、2～8份的平均粒径为15～20um的石墨粉末、4～8份的平均粒径为15～30um的聚四氟乙烯粉末；
上述聚醚醚酮基复合涂层的制备工艺包括以下步骤：
步骤一：对机械零部件表面进行预处理，以提高机械零部件表面的粗糙度来获得较大的附着力，将预处理后的机械零部件放入超声波清洗仪中清洗10min，随后利用压缩空气吹干待用；
步骤二：将上述的聚醚醚酮粉末、石墨粉末、聚四氟乙烯粉末与由无水乙醇和丙酮按等体积混合的混合溶剂一起加入到球磨容器内进行充分混合均匀；
其中，球磨容器由位于上部开口处的圆筒体和位于下部的球形腔体，球磨容器的圆筒体与电机的输出轴相连接，球磨容器的球形腔体内设置有球形研磨罐，该球形研磨罐由球形研磨罐下部和球形研磨罐上部组成，且球形研磨罐下部和球形研磨罐上部通过螺纹实现相互之间的可拆卸连接设置；球形研磨罐与球磨容器的球形腔体呈自由滚动连接设置；
所述的混合溶剂和混合粉末放置在球形研磨罐的腔体内进行研磨；
球形研磨罐内部放置有若干个研磨球体，该研磨球体与球形研磨罐呈自由滚动连接设置；
步骤三：利用干燥箱将球磨均匀的粉末在100℃干燥12h，各组分混合均匀后才能起到良好的增强改性作用，否则不仅起不到增强的作用反而会使得性能下降；
步骤四：将步骤三制备的混合粉末喷涂在机械零部件表面，喷涂过程中所需要的喷涂参数确定为喷涂电压60kV，电流10uA，供粉气压0.4MPa，喷涂距离0.2m，喷粉量20g/min；
步骤五：将喷涂后的机械零部件放置于箱式电阻炉在390℃下烧结30min，使复合涂层粉末熔融固化，从电阻箱中拿出来后直接放置在冰水混合物中淬火得到无定形涂层；
步骤六：将淬火后的无定形涂层放置在箱式电阻炉中在270℃进行结晶，结晶70min后关闭炉子，让机械零部件随炉冷却至室温，即制备得到聚醚醚酮基复合涂层。
优选的，所述球磨容器的球形腔体的内壁上设置有第一泡棉层，该第一泡棉层的外侧面与球磨容器的球形腔体的内壁呈固定连接设置。
优选的，所述球形研磨罐下部的外壁上设置有第二泡棉层，该第二泡棉层的内侧面与球形研磨罐下部的外壁呈固定连接设置。
优选的，所述球形研磨罐上部的外壁上设置有第三泡棉层，该第三泡棉层的内侧面与球形研磨罐上部的外壁呈固定连接设置。
(三)有益的技术效果
与现有技术相比，本发明具备以下有益的技术效果：
本发明通过将石墨粉末和聚四氟乙烯粉末掺入聚醚醚酮粉末中，制备出耐磨损的聚醚醚酮基复合涂层，该聚醚醚酮基复合涂层在使用过程中不会有分层现象产生，并且能够起到很好的保护作用。
附图说明
图1为制备本发明聚醚醚酮基复合涂层所应用装置的结构示意图。
图中标示：1-球磨容器，101-第一泡棉层，2-球形研磨罐下部，201-第二泡棉层，3-球形研磨罐上部，301-第三泡棉层，4-研磨球体。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：
一种应用在机械零部件表面的聚醚醚酮基复合涂层，包括以下重量份数配比的原料：84份的平均粒径为10～15um的聚醚醚酮粉末、2份的平均粒径为15～20um的石墨粉末、4份的平均粒径为15～30um的聚四氟乙烯粉末；
上述聚醚醚酮基复合涂层的制备工艺包括以下步骤：
步骤一：对机械零部件表面进行预处理，以提高机械零部件表面的粗糙度来获得较大的附着力，将预处理后的机械零部件放入超声波清洗仪中清洗10min，随后利用压缩空气吹干待用；
步骤二：将上述的聚醚醚酮粉末、石墨粉末、聚四氟乙烯粉末与30份的由无水乙醇和丙酮按等体积混合的混合溶剂一起加入到如图1所示的球磨容器1内进行充分混合均匀；
其中，球磨容器1由位于上部开口处的圆筒体和位于下部的球形腔体，球磨容器1的圆筒体与电机的输出轴相连接，球磨容器1的球形腔体内设置有球形研磨罐，该球形研磨罐由球形研磨罐下部2和球形研磨罐上部3组成，且球形研磨罐下部2和球形研磨罐上部3通过螺纹实现相互之间的可拆卸连接设置；球形研磨罐与球磨容器1的球形腔体呈自由滚动连接设置；
所述的混合溶剂和混合粉末放置在球形研磨罐的腔体内进行研磨；
球形研磨罐内部放置有若干个研磨球体4，该研磨球体与球形研磨罐呈自由滚动连接设置；
球磨容器1的球形腔体的内壁上设置有第一泡棉层101，该第一泡棉层101的外侧面与球磨容器1的球形腔体的内壁呈固定连接设置；
球形研磨罐下部2的外壁上设置有第二泡棉层201，该第二泡棉层201的内侧面与球形研磨罐下部2的外壁呈固定连接设置；
球形研磨罐上部3的外壁上设置有第三泡棉层301，该第三泡棉层301的内侧面与球形研磨罐上部3的外壁呈固定连接设置；
步骤三：利用干燥箱将球磨均匀的粉末在100℃干燥12h，各组分混合均匀后才能起到良好的增强改性作用，否则不仅起不到增强的作用反而会使得性能下降；
步骤四：将步骤三制备的混合粉末喷涂在机械零部件表面，喷涂过程中所需要的喷涂参数确定为喷涂电压60kV，电流10uA，供粉气压0.4MPa，喷涂距离0.2m，喷粉量20g/min；
步骤五：将喷涂后的机械零部件放置于箱式电阻炉在390℃下烧结30min，使复合涂层粉末熔融固化，从电阻箱中拿出来后直接放置在冰水混合物中淬火得到无定形涂层；
步骤六：将淬火后的无定形涂层放置在箱式电阻炉中在270℃进行结晶，结晶70min后关闭炉子，让机械零部件随炉冷却至室温，即制备得到聚醚醚酮基复合涂层。
实施例二：
一种应用在机械零部件表面的聚醚醚酮基复合涂层，包括以下重量份数配比的原料：94份的平均粒径为10～15um的聚醚醚酮粉末、8份的平均粒径为15～20um的石墨粉末、8份的平均粒径为15～30um的聚四氟乙烯粉末；
上述聚醚醚酮基复合涂层的制备工艺与实施例一中的制备工艺相同。
实施例三：
一种应用在机械零部件表面的聚醚醚酮基复合涂层，包括以下重量份数配比的原料：90份的平均粒径为10～15um的聚醚醚酮粉末、6份的平均粒径为15～20um的石墨粉末、6份的平均粒径为15～30um的聚四氟乙烯粉末；
上述聚醚醚酮基复合涂层的制备工艺与实施例一中的制备工艺相同。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种应用在机械零部件表面的聚醚醚酮基复合涂层，其特征在于，包括以下重量份数配比的原料：84～94份的平均粒径为10～15um的聚醚醚酮粉末、2～8份的平均粒径为15～20um的石墨粉末、4～8份的平均粒径为15～30um的聚四氟乙烯粉末；
上述聚醚醚酮基复合涂层的制备工艺包括以下步骤：
步骤一：对机械零部件表面进行预处理，以提高机械零部件表面的粗糙度来获得较大的附着力，将预处理后的机械零部件放入超声波清洗仪中清洗10min，随后利用压缩空气吹干待用；
步骤二：将上述的聚醚醚酮粉末、石墨粉末、聚四氟乙烯粉末与由无水乙醇和丙酮按等体积混合的混合溶剂一起加入到球磨容器内进行充分混合均匀；
其中，球磨容器由位于上部开口处的圆筒体和位于下部的球形腔体，球磨容器的圆筒体与电机的输出轴相连接，球磨容器的球形腔体内设置有球形研磨罐，该球形研磨罐由球形研磨罐下部和球形研磨罐上部组成，且球形研磨罐下部和球形研磨罐上部通过螺纹实现相互之间的可拆卸连接设置；球形研磨罐与球磨容器的球形腔体呈自由滚动连接设置；
所述的混合溶剂和混合粉末放置在球形研磨罐的腔体内进行研磨；
球形研磨罐内部放置有若干个研磨球体，该研磨球体与球形研磨罐呈自由滚动连接设置；
步骤三：利用干燥箱将球磨均匀的粉末在100℃干燥12h，各组分混合均匀后才能起到良好的增强改性作用，否则不仅起不到增强的作用反而会使得性能下降；
步骤四：将步骤三制备的混合粉末喷涂在机械零部件表面，喷涂过程中所需要的喷涂参数确定为喷涂电压60kV，电流10uA，供粉气压0.4MPa，喷涂距离0.2m，喷粉量20g/min；
步骤五：将喷涂后的机械零部件放置于箱式电阻炉在390℃下烧结30min，使复合涂层粉末熔融固化，从电阻箱中拿出来后直接放置在冰水混合物中淬火得到无定形涂层；
步骤六：将淬火后的无定形涂层放置在箱式电阻炉中在270℃进行结晶，结晶70min后关闭炉子，让机械零部件随炉冷却至室温，即制备得到聚醚醚酮基复合涂层。
2.根据权利要求1所述的聚醚醚酮基复合涂层，其特征在于，所述球磨容器的球形腔体的内壁上设置有第一泡棉层，该第一泡棉层的外侧面与球磨容器的球形腔体的内壁呈固定连接设置。
3.根据权利要求2所述的聚醚醚酮基复合涂层，其特征在于，所述球形研磨罐下部的外壁上设置有第二泡棉层，该第二泡棉层的内侧面与球形研磨罐下部的外壁呈固定连接设置。
4.根据权利要求3所述的聚醚醚酮基复合涂层，其特征在于，所述球形研磨罐上部的外壁上设置有第三泡棉层，该第三泡棉层的内侧面与球形研磨罐上部的外壁呈固定连接设置。
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