一種溶劑型碳化鎢鈷耐磨涂料的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種溶劑型碳化鎢鈷耐磨涂料。
【背景技術】
[0002]隨著涂料科技的發展，在器件表面涂裝涂層已經成為有效的耐磨及腐蝕防護的方法。涂裝涂層進行器件表面防護工藝簡單，一般只需將配好的耐磨涂料均勻涂敷于需防護的部位即可。近年來，采用膠粘薄膜涂層技術在鋼等金屬材料表面形成薄膜進行防護得到了廣泛地研究，膠黏薄膜涂層與金屬共同形成的復合體使其金屬材料更為優異的性能；同時由于薄膜覆蓋在金屬表面，使其具有優于金屬的耐蝕性、耐磨性等，可以在復雜環境中為機械部件提供良好的磨損及腐蝕防護。但隨著器件的功能化，形狀越來越復雜，對應用在其表面的防護涂料提出了更高的要求。
[0003]現階段，碳化鎢鈷的主要應用采用等離子噴涂技術與高速氧燃氣噴涂形成以鈷為粘接相的耐磨涂層。但是等離子噴涂的設備較復雜，一次成本較大，并且對氮氣或氬氣等氣體有一定的純度要求。高速氧燃氣噴涂的缺點主要是較高的使用成本，工藝過程中噪音較大，工作環境差，粉塵污染嚴重，對人和環境造成污染，由于熱噴涂過程過有大量粉末浪費，這也導致了材料利用率較低。
【發明內容】
[0004]本發明解決的技術問題是，現有的含碳化鎢鈷粉末的涂料需使用專用設備以熱噴涂的方法使涂料均勻噴涂在被保護的部件表面，存在能耗高，噪音大，粉塵污染嚴重等問題。
[0005]本發明的技術方案是，提供一種溶劑型碳化鎢鈷耐磨涂料，以下組分均按重量份計，其制備方法包括以下步驟:
(1)稱取碳化鎢鈷粉末40-60份，干燥除去結晶水，得到干燥的碳化鎢鈷粉末；稱取環氧樹脂20-30份、硅烷偶聯劑I份、乙醇20-30份和苯甲醇3-7份，混合后超聲、攪拌均勻，得到環氧樹脂混合液；將干燥的碳化鎢鈷粉末加入到環氧樹脂混合液中，超聲、攪拌均勻，得到A組分；
(2)稱取聚酰胺20-30份、苯甲醇7-13份和石墨烯0.7-1.3份，混合后超聲、攪拌均勻，得到B組分；
(3)將A組分和B組分混合，攪拌均勻即得碳化鎢鈷耐磨涂料。
[0006]進一步地，所述硅烷偶聯劑為KH560硅烷偶聯劑。
[0007]進一步地，所述聚酰胺為650低分子聚酰胺。
[0008]進一步地，所述環氧樹脂為E_44(6101)雙酚A型環氧樹脂。
[0009]進一步地，所述B組分中，苯甲醇與聚酰胺的重量比為2: 5。
[0010]進一步地，所述碳化媽鈷粉末的粒徑為5-25 μ m。
[0011]進一步地，所述B組分中的環氧樹脂與A組分中的聚酰胺的重量份相同。
[0012]進一步地，步驟(I)中，碳化媽鈷粉末干燥除去結晶水的溫度為110_130°C。
[0013]進一步地，所述B組分中的石墨烯為硬脂酸改性石墨烯。
[0014]環氧樹脂(EP)是一種性能優異、應用廣泛的熱固性樹脂，常被作為有機涂層的粘料，但由于固化后形成較致密的芳香結構，交聯密度大，內聚力高，因此其變形能力差，呈脆性狀態。為克服此缺點，國內外學者對此進行了大量改性研究。碳化鎢具有硬度高、熔點高、化學性能穩定等典型的陶瓷相特點，是制備耐磨耐蝕涂層的理想材料，經過包覆一層多孔鈷包覆層后形成球狀顆粒。
[0015]本專利發明了一種采用碳化鎢鈷粉末改性的環氧樹脂耐磨涂料，將碳化鎢鈷顆粒表面的多孔性鈷包覆層將碳化鎢的高耐磨特性與環氧樹脂的高柔韌性結合起來，形成了噴涂完成后不留掛、無流痕的尚粘度碳化媽鉆耐磨涂料。
[0016]碳化鎢具有硬度高、熔點高、導電導熱性能差、化學性能穩定等典型的陶瓷相特點，是制備耐磨耐蝕涂層的理想材料。并且鈷(Co)熔體對碳化鎢的濕潤性最好，以碳化鎢鈷為代表的金屬-陶瓷復合涂層的制備受到研究者們的高度重視。碳化鎢鈷復合粉末密度過高，為有機成膜物質密度的14倍左右，高密度填料涂層固化過程中往往沉積于涂層與基體的結合界面，造成涂層附著力低，在施工過程中易發生流掛現象，進而影響耐磨性能及耐蝕性能。在填料改性有機涂層中，片狀填料的屏蔽作用與阻隔性能優于球狀填料，但由于片狀填料具有過多的棱角，造成片狀填料改性的有機涂層在摩擦過程中摩擦系數較大，并且摩擦系數不穩定，進而造成施工過程中難以噴涂的問題，而球狀的WC-Co填料則可以較好的避免這個問題。
[0017]研究表明，石墨烯具有原子薄的厚度和低剪切強度的層狀結構、高的機械強度、高彈性模量、高熱導率、低表面能，以及在苛刻環境下的化學穩定性，因此非常適合作為高性能涂層潤滑添加劑。
[0018]本發明具有如下有益效果:該耐磨涂料采用環氧樹脂作為粘接劑，提高涂層與基體間的附著力；采用高硬度碳化鎢鈷粉末大幅度提高了涂料的耐磨強度，適量的石墨烯添加劑作為納米滑動軸承不僅能夠減小摩擦系數，還能通過摩擦吸附膜的形式顯著提高潤滑劑的承載抗磨能力。
【具體實施方式】
[0019]實施例1
A組分:稱取德國多美特產83WC-17CO粉末24.5g，在120°C烘箱中烘干lh。稱取12.5g牌號為E-44 (6101)的國產雙酚A環氧樹脂，0.5g偶聯劑KH560，4g酒精，3g苯甲醇，于燒杯中混合，超聲震蕩下攪拌15min。將烘干后的WC-Co粉末置于上述混合液中，超聲震蕩下混合均勻，置于磁力攪拌儀上攪拌I小時。
[0020]B組分:稱取1g苯甲醇，0.6g的石墨稀，超聲震蕩條件下攪拌15min，使其混合均勻，隨后置于磁力攪拌儀上攪拌0.5小時。再稱取12.5g的低分子聚酰胺650置于上述苯甲醇溶液中，超聲震蕩條件下攪拌15min，使其混合均勾，隨后置于磁力攪拌儀上攪拌0.5小時。
[0021]將實驗工件表面用砂布打磨至光亮，然后用丙酮擦洗涂油，堿洗，并進行硅烷表面處理，將A和B組分混合均勻，噴涂于處理過的工件表面，置于干燥箱內120°C干燥3~5小時，即可得到該環氧耐磨涂層。
[0022]以直徑4_材料為GCrl5為對磨材料，采用微摩擦磨損試驗儀在室溫下對上述涂層進行測試，測試結果如下:
1、當轉速為400r/min，摩擦載荷為420kg時，涂層的摩擦系數穩定在0.52左右，摩擦系數曲線較平穩，磨損失重為0.0006g，磨損率為7.17X10 4g/m。
[0023]2、當轉速為400r/min，摩擦載荷為720kg時，涂層的摩擦系數穩定在0.39左右，摩擦系數曲線局部有略微波動，磨損失重為0.0005g，磨損率為6.82X 10 4g/m
3、當轉速為700r/min，摩擦載荷為420kg時，涂層的摩擦系數穩定在0.65左右，摩擦系數曲線很快平穩，磨損失重為0.0009g，磨損率為8.77X 10 3g/m。
[0024]4、當轉速為700r/min，摩擦載荷為720kg時，涂層的摩擦系數穩定在0.8左右，磨損失重為0.0008g，磨損率為8.11 X 10 4g/m。
[0025]實施例2