[发明专利]一种耐磨陶瓷涂层的制备方法

说明书

本发明公开了一种耐磨陶瓷涂层的制备方法，包括以下步骤：第一步，结合剂的制备；第二步，管材表层处理；第三步，陶瓷涂层制备；本发明的耐磨陶瓷涂层的制备方法，当铝与磷其重量比为1.4：3，反应温度为120℃时，合成的磷酸铝结合剂酸度适中，且粘结性能良好，可用于制备陶瓷涂层；在涂层中陶瓷骨料与结合剂的配比为1.7：1，陶瓷骨料中粗、细颗粒含量比为2：5时，涂层中的陶瓷骨料形成紧密堆积，涂层结构紧密，耐磨性能好；同时，在涂层制备中添加铝酸盐，其硬化速度适中，施工时间容易控制，且硬化后的涂层耐磨性良好。

技术领域

本发明涉及一种耐磨陶瓷涂层的制备方法，属于陶瓷制品技术领域。

背景技术

涂层是涂料对基体施涂所得到的固态连续膜，是为了防护、绝缘、装饰等目的，涂布于金属，织物，塑料等基体上的薄层。目前，一些钢铁企业在制备金属基体表面的涂层时，均使用十分昂贵的稀有金属和高温合金进行喷涂，形成生产成本较高的金属涂层，由于金属固有的特性，使其在使用过程中存在高温软化现象，因此，金属涂层难以满足某些特殊工况要求；中国专利申请号：201310064468.2公开了一种金属陶瓷涂层的制备方法，包括以下步骤：在可爆炸气体爆炸的作用下，采用喷枪将NiMo-TiC金属陶瓷粉末喷涂于基体表面，形成NiMo-TiC金属陶瓷涂层；采用爆炸喷涂技术来制备NiMo-TiC金属陶瓷涂层，熔融的NiMo-TiC金属陶瓷粉末与基体表面发生撞击时的动能很大，增加了NiMo-TiC金属陶瓷涂层与基体的结合强度，并且，由于喷涂时，NiMo-TiC金属陶瓷粉末颗粒撞击到基体表面后受到急冷，在涂层中以超细的粉末颗粒形式存在，因此，形成的涂层结构致密，与基体的结合紧密；上述技术方案中的金属陶瓷涂层的制备方法采用热喷涂法将高温的涂层材料融化，并将雾化成熔融状态的粒子流以极高的速度喷涂于金属表面，其可将不同的材料组合重叠，形成复合涂层，但喷涂作业其操作环境差，粉尘污染严重，且喷涂材料利用率较低，提高了生产成本。为了解决以上问题，本发明采用粘胶陶瓷涂层，即将结合剂和耐磨陶瓷骨料按比例混合，涂覆于清理好的金属表面，硬化后获得所需性能的涂层，且操作简单，且可用于特殊工况和工位的修复作业，适用性更广泛。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出了一种耐磨陶瓷涂层的制备方法，其采用磷酸铝作为制备陶瓷涂层的结合剂，在生产中易于控制；添加铝酸盐作为硬化剂，提高涂层耐磨性能，制备得到一种耐高温且耐磨的陶瓷涂层。

本发明的耐磨陶瓷涂层的制备方法，包括以下步骤：

第一步，结合剂的制备，

a.取磷酸量2~3倍的清水于反应皿中，并将反应皿置于恒温仪中，在电动搅拌器的不断搅拌下向反应皿中逐渐加入质量分数为85%的磷酸，将其稀释至质量分数为60%，并由电热偶加热反应皿，通过温度控制器控制加热温度为40~170℃；

b.向反应皿中加入氢氧化铝粉粒，使得磷酸与氢氧化铝发生合成反应，保持反应温度在100℃以上，反应时间为1~1.5h，反应方程式如下：

Al(OH)₃+3H₃PO₄→Al(H₂PO₄)₃+3H₂O；

2Al(OH)₃+3H₃PO₄→Al₂(HPO₄)₃+6H₂O；

Al(OH)₃+H₃PO₄→AlPO₄+3H₂O₅；

c.通过向反应皿中加入磷酸或氢氧化铝，调整溶液PH值，降低AlPO₄生成率；