[发明专利]用于金属材料表面激光热处理的吸光涂料及其涂覆方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种涂料及其涂覆方法，尤其涉及一种用于金属材料表面激光热处理的吸光涂料及其涂覆方法。

背景技术

大多数金属，尤其是经切削加工呈现光泽的金属表面对波长为10.6mm的CO₂激光反射率都很高，一般可达80％～90％。也就是说，激光能量的利用率最多只有10％～20％。这对于利用高能量密度激光作为热源，对金属材料进行激光热处理是极其不利的。所以在金属材料进行激光热处理前，必须对欲处理表面实施预涂覆吸光涂料层，以提高对CO₂激光的吸收能力。工程上通常采用磷化涂层，但这种方法对零部件表面清洗、脱脂等要求十分苛刻，工效低、成本高。也有采用市售其他类型吸光涂料的，但实际效果不能满足要求。

发明内容

本发明的目的，就是针对上述问题而提供一种用于金属材料表面激光热处理的吸光涂料，该吸光涂料涂覆容易，干燥快，可完全满足要求。

本发明的另一个目的在于提供一种上述吸光涂料的涂覆方法。

本发明为达目的所用的技术方案是：

一种用于金属材料表面激光热处理的吸光涂料，由二氧化硅150～300克、氧化镁70～150克、碳粉50～100克、防沉剂20～50克、蒸馏水600毫升，加乙醇至1000毫升配制而成。

上述用于金属材料表面激光热处理的吸光涂料中，所述二氧化硅、氧化镁和碳粉均为粒度细于1000目的粉末。

本发明还提供了一种用于金属材料表面激光热处理的吸光涂料的涂覆方法，包括以下步骤：

A.用乙醇或丙酮清洁将被涂覆的金属表面；

B.将所述用于金属材料表面激光热处理的吸光涂料均匀涂覆于所述金属表面；

C.待步骤B中涂覆的吸光涂料干燥后，再重复涂覆一遍，控制涂层的总厚度为0.035～0.1mm。

以材料为马氏体或马氏体沉淀硬化不锈钢材料为例，涂覆本发明吸光涂料，并实施激光处理后，被处理部位材料的表面硬度可达Hv：500以上，硬化层深度最高可达10mm以上。并具有涂覆容易，干燥快；激光处理中无味、无烟等污染；激光处理后，涂层清理容易，涂层成分不渗入基体组织等优点。

具体实施方式

表1

表2

以下实施例中均以材料为马氏体或马氏体沉淀硬化不锈钢材料为例。

实施例1

首先按照表1中实施例1的组份比例配制用于金属材料表面激光热处理的吸光涂料，然后用乙醇或丙酮清洁待涂覆的金属表面，将上述按比例配制的涂料均匀涂覆于清洁后的金属表面，待干燥后再涂覆一遍，控制涂层的总厚度为0.035～0.040mm，待完全干燥后即可进行激光处理。

实施例2

首先按照表1中实施例2的组份比例配制用于金属材料表面激光热处理的吸光涂料，然后用乙醇或丙酮清洁待涂覆的金属表面，将上述按比例配制的涂料均匀涂覆于清洁后的金属表面，待干燥后再涂覆一遍，控制涂层的总厚度为0.040～0.045mm，待完全干燥后即可进行激光处理。

实施例3

首先按照表1中实施例3的组份比例配制用于金属材料表面激光热处理的吸光涂料，然后用乙醇或丙酮清洁待涂覆的金属表面，将上述按比例配制的涂料均匀涂覆于清洁后的金属表面，待干燥后再涂覆一遍，控制涂层的总厚度为0.055～0.070mm，待完全干燥后即可进行激光处理。

实施例4

首先按照表1中实施例4的组份比例配制用于金属材料表面激光热处理的吸光涂料，然后用乙醇或丙酮清洁待涂覆的金属表面，将上述按比例配制的涂料均匀涂覆于清洁后的金属表面，待干燥后再涂覆一遍，控制涂层的总厚度为0.080～0.095mm，待完全干燥后即可进行激光处理。

对上述实施例1至4中涂覆了本发明吸光涂料的金属材料，在涂覆涂料的部位实施激光处理后，由于金属材料受激光照射后，将会有一定深度的材料受到激光作用，产生硬化现象，为了测定硬化(作用)的深度，采取对材料垂直于受照射面进行硬度测试的方法，具体来说，就是通过显微硬度仪来测定材料内部的硬度，测试结果如表2所示(其中“输入激光能量”为激光处理时的激光能量；“表面硬度”为材料表面测得的硬度；“硬化层深度”为硬度高于未激光处理前材料的硬度，并距激光作用表面最远的距离)。

通常激光处理后，金属材料的表面硬度Hv需达到400以上，硬化层深度达到2mm以上，才满足要求，由表2的数据可见，涂覆过本发明涂料后，表面硬度Hv在485～516，硬化层深度最高可达到10mm，完全满足要求。

以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变型，因此所有等同的技术方案也应该属于本发明的范畴，应由各权利要求所限定。