CN1721085A - 一种使金属表面涂层的附着力变成金属表层结合力新方法 - Google Patents

Abstract

因为金属材料的热胀与金属材料的透气性与金属内环境同金属外环境的热动平衡，金属内热动能向金属外传递扩散使金属表层的液体油脂、水、气、碳化物、氧化物等杂质与金属表层的吸附脱离并振动清洁，并在一定压力作用力下将金属涂层材料挤压进金属不规则间隙内，并在保证一定压力条件下金属冷缩，挤压进入金属不规则间隙的金属涂层材料，使涂层材料与不规则间隙壁啮合，摩擦变形，产生新的分子间作用力与附着力，在这里称这些附加合力为金属表层的结合力。使金属表面紧密联接。

Description

一种使金属表面涂层的附着力变成金属表层结合力的新方法

                           前景技术

在现有金属涂层技术中，主要研究的是用于涂层高分子合成材料，复合材料或金属材料同金属材料的正电与负电的吸引作用，涂层材料同金属材料的吸附作用，我们国家对涂层材料同金属材料的作用力监管仅仅停留在附着力的级别大小上。英美工业发达国家，也只是从

Brown DR.JocksonAE.sheat Metal Ind.1962，(39)：249

Jackson AE.Trans.IMF 1963，(40)：1

Brown DR.Salf FN.J.Appl.Chem.1965，(15)：40

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Canning TA.Davis I.Gibbon WM.J.Iron Steel Inst.1967，(205)：848

发展到Sermetel使用外力增加喷丸压实铝防护涂层，用于航空发动机低，中温防护。而我国国民经济的高速发展也需要一个方法解决普遍存在的金属涂层过早脱落，金属防护方法少缺等日益严重的腐蚀浪费问题。

                            发明方法

依据一种新的金属表层清洁处理方法内关于金属，表层及不规则间隙的解释。因为每种金属都有着与其它金属的相同之处金属材料热胀冷缩，任何物质都具有透气性，都有同外界环境总是存在一个热动平衡问题，当涂层材料进入不规则间隙，在没有受到其它外力作用的情况下虽然金属在做热胀冷缩运动，但涂层材料只是在吸附在金属的一规则间隙中有即受排斥又被吸引的一个作用力，被不规则间隙吸入、排出。当我们从外界对进入不规则间隙的涂层材料使用一定的压力时，涂层材料就要吸附在金属层不规则间的壁上随同金属材料一同做热胀冷缩运动，当我们利用外力给涂层材料一个大一点的压力时，涂层材料就要同金属不规则间隙的间隙壁发生啮合，并增加进入不规则间隙的分子数量，密度增加，啮合更紧凑停止加热。当冷缩发生时，金属不规则间隙就就要压迫进入不规则间隙的涂层材料出去，但外界始终存在一个外力作用，不让涂层材料出去且由于压力的作用，涂层材料密度已相对增加，它再随同温度的下降冷缩的可能性变小。这样涂层材料就被金属材料不规则间隙紧紧啮合挤压变形，磨擦，形成新的分子间作用力与吸附力，我现在称这些力的总合力为结合力，这个力在保证金属设计性能要求条件下做出的，且涂层材料又相对堵严了不规则间隙。那么在金属材料在低于我们刚制作过的温度，压力环境下，涂层材料再发生被剥离金属表层的可能性就小多了，同时也为利用此种方法制造各类相应涂层金属产品创造了条件。

我们以铁—碳合金电泳铝为例说明此方法的好处。

我们首先现行技术在一根20#钢正火处理磨削轴上使用1～10微米铝粉电是泳铝层0.02mm后，由于电泳在涂覆方法涂层中是比较好的一种，它能够电泳后直接烘干，但它仍然存在5％～15％水，再加上原有金属表面清洁是否干净等原因，就为将来直接常规烘干后涂层表面至少存在5％～15％没有吸附作用的气体夹层埋下隐患，为了尽量消除这些隐患，我采取在一密封容器中利用金属轴的电阻性利用低电压36V大电流1000A电流直接加热，在热电敏温控表的温度控制下，很快轴温升高到50℃并逐渐蒸发水分，并逐渐增加压力至10个大气压。当温度升高到180℃时就可保证压力不变的情况下停止加热降温，由于碳钢的线膨胀系数为20℃～100℃。10.6～12.3/10^-6-1，而铝的线膨胀系数为20℃～200℃时就已达到23.9/10^-6/℃。这样就保证进入20Cr碳钢表层不规则间隙的铝分子。不论温度当环境温度升高时由于铝金属的热膨胀率大于20Cr碳钢的热膨胀率，也就是说在一定环境下，在不降低铁碳合金性能温度要求下常温～250℃情况下，温度升高涂层铝金属与金属轴结合的更紧，下一步我就可以利用高温将铝金属涂层氧化成Al₂O₃，这种耐腐蚀高硬度的刚玉材料，且180℃又能削除金属轴的部分有害的机加工内应力。这样为造价便易的表面涂层技术代替造价昂贵的表面热处理技术提供了前提条件。更为各类金属在涂层保护中由于有了金属涂层同金属之间形成的一个强有力的结合力，就能解决各类金属的腐蚀从内向外发展复合涂层，有了金属表层涂层的结合力利用其它涂层材料的优点，互相弥补各涂层间的不足，为金属的长期防腐保护提供了一个很好的方法。

Claims (6)

1.金属表层不规则间隙解释见一种新的金属表层清洁的处理方法。一件或几件金属或不同金属的一件或几件或已涂覆但未烘干的金属的一件或几件在不同的加热方式作用下利用在一个加热区间-50～600℃，在一个保证不同金属设计性能要求的温度区间内：60～600℃一种金属同吸附在这种金属表层的不同非金属物质油脂、水、空气、液体、碳化物与氧化物的固体粒子等杂质，不同的液休汽化温度，不同的热膨胀率。在包括零个～负50个大气压的空间内对金属逐渐加热，因为任何物质均有一定透气率使金属内气体分子热运动加剧，产生金属内气体分子热能向金属外扩散传递的热动能：金属热膨胀，使金属与吸附在金属表层的碳化物氧化物脱离同金属表层的吸附的，液体逐渐被汽化。在金属表层温度达到1℃～600℃时向金属表面覆不同的高分子化合物涂层或金属涂层或复合涂层并继续加热。在有不同外力方式的冲击或压力0～300个大气压下，使吸附在金属表面的涂层材料挤压进正在不断膨胀的金属不规则间隙内，使进入金属不规则间隙的涂覆材料密度不断增加并与金属不规则间隙的间隙壁发生啮合磨擦并且随金属的热膨胀而热膨胀。在保证金属设计性能要求不同温度条件下或在保证不高于涂层材料所要求的固化、交联不发生可逆反应的条件不同温度条件下。停止加热，继续保持外界压力不变，使金属温度开始降低，金属开始冷缩。由于涂层材料密度的增加，与金属外压力的作用，使进入不规则间隙的涂层材料变形与并挤实不规则间隙的缝隙，产生新的分子间作用力与表面附着力。此时涂层材料不再是与金属表面或金属表层的吸附力，这时，涂层材料与金属表层的各种力的合力，我在这里称这些力的合力为结合力。使金属与金属涂层紧密结合。

2.根据权力1：不同金属指金、银、铜、铁、铝、钛、铁-碳合金、铜合金、铝合金、钛合金。

3.根据权力要求1：不同的加热方式指燃煤加热、燃气加热、燃油加热、电阻加热、电磁加热、光能加热、电光波加热，高频加热、中频加热、低频加热。

4.根据权力要求1：不同金属的设计性能要求的温度。因为在加热条件下不同金属性能改变各不同。现就以我们生活中常用的铁-碳合金及吸附在其表层的杂质为例说明，并纳入权力要求。铁-碳合金在0℃～250℃之间在1小时～24小时是其回火区间，而100℃～250℃是它们去除各种内应力，提高金属韧性，不降低金属的强度、硬度，提高金属尺寸精度性能稳定性的区间。

而100℃～250℃也是一般液体、油脂水的气化的温度区间。因此选择100℃～250℃。温度区根据权力要求1：在包括1个一～负50个大气压的空间这里指1个大气压。

5.根据权力要求1：在不同外力方式的压力条件或冲击振动下，指要高压空气、高压清洗液冲击，高频振动器冲击，喷砂冲击、喷丸冲击、手动力敲打冲击。压力指；液体或气体压力相当于0～300个大气压。

6.根据权力要求1：金属涂层材料的固化，高联与可逆反应的不同温度。指例：丙稀酸脂材料型号不同电泳涂层在180℃或在160℃以下烘干固高交联成膜，而可逆反应指例：可塑性塑料聚乙稀在1个大气压100℃在摧化作用下分解的反应。