CN113481460A - 一种综合性能优异的超薄装饰功能合金板材及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种复合多层超导材料，采用电、化学及机械能，以热喷涂技术将熔融态金属陶瓷颗粒以液滴形态高速撞击并沉积到基体表面，通过多次作业，形成复合功能涂层来实现该制品。方案中基体可为金属或非金属制品，材料采用定制具电磁超导的金属陶瓷丝材。本发明还提供了一种利用上述方法制作出的板材。本发明方法适用性广泛，实用性强，制作出的板材厚度小，性能优异，可广泛应用于板材技术领域。

Description

一种综合性能优异的超薄装饰功能合金板材及其制作方法

技术领域

本发明涉及板材领域，具体是指一种综合性能优异的超薄装饰功能合金板材及其制作方法。

背景技术

铁镍铝铜银合金等合金板材因制作工艺及成本原因，仅限于一些半导体、电子配件、通信(包括移动通信)及广播设备制造、飞机、航天器及零件制造等必须用到的电磁波屏蔽材料，制作过程也多以熔炼锻压为主，高昂的成本及制造过程也限制了该功能性合金的应用。热喷涂技术由最初的设备维修、尺寸恢复、发展到产品的预保护和表面强化技术，已经可以制备各种各样的特殊功能涂层。其应用领域几乎遍及国民经济各个工业部门，主要的是制造业，包括航空、航天、冶金、机械、能源、交通、电子、石油、化工、纺织、水利、军事等部门，并在高技术领域发挥作用。

但是，现有技术中并没有能够实现超薄合金板材的相关研究。

发明内容

针对以上问题，本发明提出了一种能够制作出超薄合金板材且板材性能优异的技术。

本发明提供的技术方案为：

一种综合性能优异的超薄装饰功能合金板材的制作方法，包括以下制备步骤：

1)对待喷涂的金属板基材这里以锌铁合金板为例进行表面抛丸或喷砂预处理，而后通过电弧热喷涂工艺，对该基体板材喷涂铁镍陶瓷、铝青铜、铜银合金丝材；对基体板材进行150-500摄氏度中温淬火，即通过高温熔滴的金属撞击沉积来实现，再结晶生成的新的晶粒的晶格类型逐渐生成为丝材金属自身晶格类型；

2)对步骤1)中淬火后的板材进行空冷；

3)对步骤2)中空冷后的板材进行双面喷涂，进行若干次淬火回火调质处理的同时，沉积并制备出该合金板材。

进一步地，当基材为非金属板材及聚合物类基体时，喷涂材料为低熔点金属或塑料加不锈钢复合粉末作为粘接底层材料，而后按照锌铁合金板的后续处理工艺进行处理。

进一步地，所述低熔点金属为Zn或Al。

进一步地，所述塑料加不锈钢复合粉末是通过塑料粉末和不锈钢粉末复合而成的粉末。

本发明还提供了一种技术方案：

一种采用上述所述的制作方法制成的合金板材，包括基材层、设于基材层上的若干合金层，所述合金层在基材层上呈点状结构分布；

所述基材层包括金属合金板材、非金属板材以及聚合物板材，当所述基材层为非金属板材时，所述基材层与合金层之间设有粘接层。

进一步地，所述合金层通过电弧热喷涂技术以150-500摄氏度中温淬火的工艺附着在基材层上。

进一步地，所述基材层还包括采用非金属聚合物材料制作而成的板材结构，所述粘接层采用低熔点金属、塑料加不锈钢复合粉末制作而成，所述塑料加不锈钢复合粉末通过塑料粉末和不锈钢粉末混合而成。

进一步地，所述合金层包括铁镍陶瓷、铝青铜以及铜银合金材料。

本发明与现有技术相比的优点在于：

本发明提供的方法能够制作出性能优异且板材厚度较小的复合结构，从而为制造业提供了一种新的改进技术；

本发明方法针对金属或非金属基材均较为适用，取材范围广泛，从而能够广泛应用在在相应的板材制作过程中。

附图说明

图1是本发明实施例二中带有粘接层的板材结构图；

图2是本发明实施例二中未设置粘接层的结构图；

图3是本发明实施例一中的电镜图。

具体实施方式

下面结合附图1-3对本发明做进一步的详细说明。

实施例一

以金属锌铁合金板为例说明该制品制作方案。

(1)以锌铁合金板为基体，通过电弧热喷涂工艺，对该基体板材通过喷涂铁镍陶瓷、铝青铜、铜银合金丝材，对基体板材进行150-500摄氏度中温淬火；淬火变形后的锌铁金属在较高温度加热时，由于原子扩散能力增大，被拉长(或压扁)、破碎的晶粒通过重新生核、沉积熔融态金属颗粒长大变成新的均匀、细小的等轴晶，这个过程称为再结晶或相变。沉积变形金属进行再结晶后，金属的强度和硬度明显降低，而塑性和韧性大大提高，原加工硬化现象被消除，此时内应力全部消失，物理、化学性能基本上恢复到变形以前的水平。这里的均匀淬火是通过高温熔滴的金属撞击沉积来实现，再结晶生成的新的晶粒的晶格类型逐渐生成为丝材金属自身晶格类型。结合附图3可知在制作过程中的金属撞击沉积过程中的状态变化。

(2)空冷后双面喷涂，进行多次淬火、回火、调质处理的同时，沉积并制备出该复合多层板材。

在这里，利用的原理是：针对两种或两种以上性质不同的材料，通过连续改变其组成、组织、结构与孔隙等要素，使其内部界面消失，得到性能呈连续平稳变化的新型非均质复合材料。借助功能梯度材料的概念，使制备涂层结构梯度化，相应地，热膨胀系数将沿涂层厚度方向逐渐变化，从而缓和涂层制备过程中和热循环使用过程中产生的热应力，并实现不同性能金属组份0-100的制备。

(3)当基材为非金属木及聚合物类基体时，为避免基材表面被高温粒子烧焦而出现“焦化”，从而影响工作层与塑料基体之间的结合，选择低熔点金属(如Zn、Al等)或塑料加不锈钢复合粉末作为粘结底层材料。当基材聚合物为以树脂作粘结剂，以硅砂为主剂时，基材具备粗糙及较硬质特性，可以不设粘结底层，往下按按基材为锌铁合金板制作工艺，单面或双面喷涂多层合金丝材。

塑料加不锈钢复合粉末是由塑料粉末和不锈钢粉末复合而成的粉末，主要用作非金属木及聚合物类基体上喷涂高熔点金属、陶瓷或金属陶瓷涂层时的粘结底层材料。其中的塑料组分质软，且流平性好，使涂层与基体塑料有良好的粘结强度，并使塑料基体的受热减至最小；而不锈钢组分则具有良好的耐化学腐蚀性能，可形成镶嵌在塑料涂层中的硬质颗粒，有利于形成粗糙表面，为喷涂工作层提供比较理想的“锚固”结构，此外，不锈钢组分还有利于把喷涂焰流的热量散开，从而避免塑料基体产生局部过热或焦化，对提高粘结底层与基体的结合强度有利。

以该方案制备合金板材，因生产中采用再结晶退火工艺来恢复金属塑性变形的能力，塑性变形后的金属加热发生再结晶后，可消除加工硬化现象，以便继续进行形变加工，因此板材恢复了金属的塑性和韧性，性能方面得以极大提升。

另以铁镍铝铜银合金制备的板材，因属物理沉积可分多次制得，可获得组份0-100分布的完美比例，通过厚度叠加实现，不过因铜铁合金极高的导电及导磁性，较薄的厚度即可以实现对电磁波的屏蔽。该复合板材可发挥合金金属高导磁导电的性能，该屏蔽技术的实现不涉及电路内部，实现了对静电场(实现材料为接地的高导电率的Cu)、静磁场(实现材料为接地的高导磁率的Fe、Ni)、电磁场(实现材料为接地的具反射及吸收的Ag)的屏蔽。

因此，通过采用本发明提出的制作方法来制作合金板材，其基材层可以是金属，也可以是非金属材质，并形成了复合功能涂层，满足了现有技术中的需求。

实施例二

本实施例提供了一种利用实施例一提出的制作方法得出的板材。

一种合金板材，包括基材层1、设于基材层1上的若干合金层2，合金层2在基材层1上呈点状分布；

基材层1包括金属合金板材、非金属板材以及聚合物板材，当基材层1为非金属板材时，基材层1与合金层2之间设有粘接层3。

合金层2通过电弧热喷涂技术以150-500摄氏度中温淬火的工艺附着在基材层1上。

基材层1还包括采用聚合物材料制作而成的板材结构，粘接层3采用低熔点金属、塑料加不锈钢复合粉末制作而成，塑料加不锈钢复合粉末通过塑料粉末和不锈钢粉末混合而成。

合金层2包括铁镍陶瓷、铝青铜以及铜银合金材料。

通过各种性能测试可知，采用本发明提出的板材，其各项性能均较佳，且合金板材较现有技术中的板材在综合厚度上较小。

以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种综合性能优异的超薄装饰功能合金板材的制作方法，其特征在于，包括以下制备步骤：

1)对待喷涂的金属合金板这里以锌铁合金板基材为例进行表面抛丸或喷砂预处理，而后通过电弧热喷涂工艺，对该基体板材喷涂铁镍陶瓷、铝青铜、铜银合金丝材；对基体板材进行150-500摄氏度中温淬火，即通过高温熔滴的金属撞击沉积来实现，再结晶生成的新的晶粒的晶格类型逐渐生成为丝材金属自身晶格类型；

2)对步骤1)中淬火后的板材进行空冷；

3)对步骤2)中空冷后的板材进行双面喷涂，进行若干次淬火回火调质处理的同时，沉积并制备出该合金板材。

2.根据权利要求1所述的一种综合性能优异的超薄装饰功能合金板材的制作方法，其特征在于，当基材为非金属木及聚合物类基体时，喷涂材料为低熔点金属或塑料加不锈钢复合粉末作为粘接底层材料，而后按照金属锌铁合金板的后续处理工艺进行处理。

3.根据权利要求2所述的一种综合性能优异的超薄装饰功能合金板材的制作方法，其特征在于，所述低熔点金属为Zn或Al。

4.根据权利要求2所述的一种综合性能优异的超薄装饰功能合金板材的制作方法，其特征在于，所述喷涂粘结材料是通过塑料粉末和不锈钢粉末复合而成的粉末。

5.一种采用权利要求1-4任一项所述的制作方法制成的合金板材，其特征在于，包括基材层、设于基材层上的若干合金层，所述合金层在基材层上呈点状分布；

所述基材层包括金属合金板材、非金属板材以及聚合物板材，当所述基材层为非金属板材时，所述基材层与合金层之间设有粘接层。

6.根据权利要求5所述的合金板材，其特征在于，所述合金层通过150-500摄氏度中温淬火结合电弧热喷涂的工艺附着在基材层上。

7.根据权利要求5所述的合金板材，其特征在于，所述基材层还包括采用聚合物材料制作而成的板材结构，所述粘接层采用低熔点金属、塑料加不锈钢复合粉末制作而成，所述塑料加不锈钢复合粉末通过塑料粉末和不锈钢粉末混合而成。

8.根据权利要求5所述的合金板材，其特征在于，所述合金层通过铁镍陶瓷、铝青铜以及铜银合金材料制作而成。

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