一種電磁感應(yīng)加熱復(fù)合涂層的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種電磁感應(yīng)加熱復(fù)合涂層的制備方法，屬于電磁感應(yīng)加熱技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明所述方法具體步驟為：基體表面進(jìn)行粗化、清潔處理后，在基體的待噴涂表面罩上或貼上鏤空的網(wǎng)板，然后進(jìn)行熱噴涂，去除網(wǎng)板后得到被凹槽均勻分割的電磁感應(yīng)加熱復(fù)合涂層；或者在基體表面直接進(jìn)行熱噴涂，然后進(jìn)行機(jī)械切割，得到被凹槽均勻分割的電磁感應(yīng)加熱復(fù)合涂層。本發(fā)明把熱噴涂涂層割裂為多個電磁感應(yīng)熱源涂層塊，使基體受熱更加均勻，應(yīng)力更加分散。分割后即使部分加熱層脫落或受到破壞，也不會影響其它部分涂層和產(chǎn)品整體的繼續(xù)使用，而且修復(fù)工藝簡單。
【專利說明】
一種電磁感應(yīng)加熱復(fù)合涂層的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明屬于電磁感應(yīng)加熱復(fù)合涂層制備領(lǐng)域，涉及物理分割釋放復(fù)合感應(yīng)加熱涂層內(nèi)應(yīng)力，從而提高電磁感應(yīng)加熱、防護(hù)、裝飾涂層粘結(jié)強(qiáng)度和使用性能。
【背景技術(shù)】
[0002]電磁感應(yīng)加熱，避免了使用明火加熱，具有環(huán)保、節(jié)能、高效、容易實現(xiàn)自動控溫和自動控制加熱部位等優(yōu)點。利用熱噴涂技術(shù)可以在非磁性基體表面制備可導(dǎo)磁涂層實現(xiàn)對非磁性基體電磁感應(yīng)加熱具有很好的應(yīng)用前景，但是磁性基體表面制備的電磁感應(yīng)加熱涂層由于應(yīng)力集中容易發(fā)生翹曲變形、開裂最后脫落，因此解決電磁感應(yīng)加熱涂層脫落的問題是在非磁性容器(銅、鋁、石、陶瓷、玻璃等器具容器)表面制備電磁感應(yīng)加熱層產(chǎn)品廣泛生產(chǎn)應(yīng)用最大阻力。
[0003]電磁感應(yīng)加熱復(fù)合涂層是一種在待加熱基體表面噴涂一層或多層磁性材料，在其外部噴涂上其它材料來保護(hù)和裝飾的涂層組成，其中應(yīng)用較廣的是電磁爐上使用的器皿，現(xiàn)在專利中已經(jīng)存在的能使非磁性材料用于電磁加熱的技術(shù)有:
(I)導(dǎo)磁片與基體通過鍛壓成型粘結(jié)，這種方法制作的產(chǎn)品都存在共同的問題:①粘結(jié)不牢固，易脫落;②導(dǎo)磁片與基體中間始終存在空氣膜，降低了傳熱效率;③使用過程中的應(yīng)力無法得到釋放，導(dǎo)磁層易開裂，使用壽命不長。④容易引起原容器變形或者改變原容器特性，且不能應(yīng)用于非金屬基體。
[0004](2)在陶瓷煲表面烤制導(dǎo)磁層，這種方法制作的產(chǎn)品存在的共同問題:①易脫落；②使用過程中應(yīng)力無法達(dá)到釋放。
[0005](3)鑲嵌導(dǎo)磁層，這種方法制作的產(chǎn)品存在的共同問題:①導(dǎo)磁片與基體中間始終存在空氣膜，降低了傳熱效率;②使用過程中應(yīng)力無法達(dá)到釋放。
[0006](4)鑲嵌導(dǎo)磁圈，這種方法制作的產(chǎn)品存在的共同問題:①利用導(dǎo)磁圈之間的間隙和導(dǎo)磁圈上的小孔來釋放加熱時的內(nèi)應(yīng)力，但是前期加工導(dǎo)磁圈需要很多工，加工成本昂貴等問題。②導(dǎo)磁片與基體中間始終存在空氣膜，降低了傳熱效率;③使用過程中應(yīng)力無法達(dá)到釋放。
[0007](5)底部粘接導(dǎo)磁層，這種方法制作的產(chǎn)品存在的共同問題:①粘結(jié)極其不牢固，加熱易脫落，②使用過程中應(yīng)力無法達(dá)到釋放。(5)直接整塊熱噴涂導(dǎo)磁層，這種方法制作的產(chǎn)品存在的共同問題:忽略內(nèi)應(yīng)力和熱膨脹系數(shù)對涂層粘附性的影響，沒有提出噴涂時的內(nèi)應(yīng)力釋放和后期使用時加熱過程中熱膨脹引起的應(yīng)力釋放和分配問題，壽命短，易脫落。
[0008]上述專利存在共同的問題:由于涂層內(nèi)應(yīng)力容易導(dǎo)致涂層內(nèi)部出現(xiàn)裂紋，從而影響了產(chǎn)品質(zhì)量和噴涂的效率;(b)在后續(xù)加熱的使用過程中，會因為涂層和容器材料的熱膨脹系數(shù)差異而出現(xiàn)涂層掉落乃至損壞容器；(C)生產(chǎn)的涂層只要一旦受到破壞或發(fā)生脫落而且修復(fù)困難，影響整個產(chǎn)品的使用周期。(d)即使考慮了導(dǎo)磁圈之間的間隙等加強(qiáng)內(nèi)應(yīng)力釋放，制備技術(shù)也完全不同于本發(fā)明中的熱噴涂技術(shù)，并且工序復(fù)雜和成本昂貴。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明要解決的問題是:克服噴涂過程中的內(nèi)應(yīng)力過大和使用過程會引起涂層脫落、開裂的問題。
[0010]本發(fā)明目的及意義在于用性價比高的技術(shù)解決噴涂過程中的應(yīng)力聚集、釋放問題和熱膨脹系數(shù)不同而引起的涂層脫落、開裂、翹曲變形乃至損壞容器的情況，使涂層粘結(jié)更加牢固，使用壽命更持久。
[0011 ]本發(fā)明的技術(shù)方案為:基體表面進(jìn)行粗化、清潔處理后，在基體的待噴涂表面罩上或貼上鏤空的網(wǎng)板，然后進(jìn)行熱噴涂，去除網(wǎng)板后得到被凹槽均勻分割的電磁感應(yīng)加熱復(fù)合涂層;或者在基體表面直接進(jìn)行熱噴涂，然后進(jìn)行機(jī)械切割，得到被凹槽均勻分割的電磁感應(yīng)加熱復(fù)合涂層。
[0012]本發(fā)明采用物理分割把涂層分塊的方法將涂層中的內(nèi)應(yīng)力進(jìn)行及時分散釋放而不損壞涂層，其中涂層物理分割制備的局部感應(yīng)加熱層的形狀可根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整，如方形、蜂窩狀、條形、圓形、環(huán)形等。解決了陶、砂、玻璃、石質(zhì)等非金屬材料容器無法進(jìn)行感應(yīng)加熱且難以噴涂粘結(jié)強(qiáng)度良好金屬涂層的問題。具有涂層粘結(jié)更加牢固、使用過程中涂層不易翹曲變形、開裂，及時受到損壞甚至脫落部分小塊涂層，也不影響整個產(chǎn)品的繼續(xù)使用的特點。主要采用2種方法進(jìn)行物理分割釋放熱噴涂復(fù)合感應(yīng)加熱涂層內(nèi)應(yīng)力:①在噴涂前用耐高溫的網(wǎng)格罩住待噴涂表面再進(jìn)行噴涂，達(dá)到均勻分割整個感應(yīng)加熱層的目的，使涂層的內(nèi)應(yīng)力得到釋放，粘結(jié)更加牢固、使用過程中涂層不易翹曲變形、開裂。其中涂層分割法制備的局部感應(yīng)加熱層的形狀可根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整，如方形、蜂窩狀、條形、圓形、環(huán)形等，附圖1為通過本方法制備感應(yīng)加熱的一種網(wǎng)格模型圖；②制備感應(yīng)加熱層后進(jìn)行機(jī)械加工，即先把待噴涂表面整個面噴涂完成后，進(jìn)行機(jī)械切削或銑削加工分割涂層，得到需要的局部感應(yīng)加熱涂層形狀，如圖2。上述2種方法都是把整個感應(yīng)加熱層分割成按規(guī)律排列的正方形、矩形、蜂窩狀等圖形或圖案的局部感應(yīng)加熱層，使噴涂過程中的應(yīng)力及時得到分散釋放，使每塊局部、獨立的涂層始終保持完整性，始終使涂層粘結(jié)在容器壁上。從而解決了涂層應(yīng)力而引起的粘結(jié)不牢固、噴涂過程中開裂、使用過程中由于熱膨脹系數(shù)差別太大而引起的開裂和對產(chǎn)品的破壞現(xiàn)象。該解決方法成本低，操作簡單，涂層粘結(jié)牢固，產(chǎn)品使用壽命更長。
[0013]在電磁感應(yīng)加熱復(fù)合涂層上再噴涂上一層或多層其他材料作為保護(hù)層或者裝飾層;解決感應(yīng)加熱層表面磨損、腐蝕、美化問題，從而使得感應(yīng)加熱容器的應(yīng)用更加廣泛。
[0014]本發(fā)明所述網(wǎng)板的網(wǎng)格為任意形狀，如方形、蜂窩狀、條形、圓形、環(huán)形等，其形狀可根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整；由耐高溫材料(例如以難熔金屬鎢、鉬、鉭、鈮為基體，添加固溶強(qiáng)化元素形成以碳化物沉淀相和熱加工方式強(qiáng)化的高溫材料)制備得到。根據(jù)使用要求用特定的圖案網(wǎng)格罩住局部感應(yīng)加熱層表面進(jìn)行噴涂，既美觀又解決了內(nèi)應(yīng)力問題，該圖案還起到防偽的作用。
[0015]本發(fā)明所述把待噴涂表面整個面噴涂完成后，進(jìn)行機(jī)械切削或銑削加工分割涂層，加工凹槽(如圖2所示)的寬度為:0.1mm?10mm，可根據(jù)實際使用要求和待加工表面大小來確定，得到需要的局部感應(yīng)加熱涂層形狀。
[0016]本發(fā)明所述網(wǎng)板的骨架的寬度為0.1mm?10mm，使分割涂層的凹槽寬度為0.1mm?10mm，可根據(jù)實際使用要求和待加工表面大小來確定。
[0017]本發(fā)明被分割后的涂層由多個小塊的涂層組成，其每一小塊涂層(如圖2所示)的面積為0.0 Imm2 ?I OOOOmm2。
[0018]本發(fā)明所述熱噴涂技術(shù)包括電弧噴涂技術(shù)、等離子噴涂技術(shù)、氧-乙炔火焰噴涂技術(shù)、超音速火焰噴涂等。
[0019]本發(fā)明所述基體為鋁合金、陶瓷、紫砂、大理石、玻璃等不含順磁性分子的材料。
[0020]本發(fā)明所述涂層材料為鐵、鈷、鎳及其所屬氧化物、氮化物或其對應(yīng)的合金。
[0021]本發(fā)明所述其他材料為銅、鋁、鎳及其合金、陶瓷等功能性材料，起到保護(hù)或裝飾的作用。
[0022]本發(fā)明所述利用耐高溫材料、鏤空的噴涂網(wǎng)格罩住基體待噴涂表面，然后進(jìn)行噴涂分割涂層的方法，具體包括以下步驟:
(1)對基體表面進(jìn)行粗化、清潔處理；
(2)采用耐高溫材料、鏤空的噴涂網(wǎng)格(網(wǎng)格形狀可選擇)罩住產(chǎn)品待噴涂表面制備分割的感應(yīng)加熱涂層(根據(jù)基體材料、噴涂材料和使用要求選用電弧噴涂技術(shù)、等離子噴涂技術(shù)、氧-乙炔火焰噴涂技術(shù)、超音速火焰噴涂等技術(shù))。
[0023](3)根據(jù)產(chǎn)品的使用需要，在(2)噴涂的感應(yīng)加熱層表面再噴涂上一層或多層其他材料(銅、鋁、鎳、陶瓷等)作為保護(hù)層和裝飾層。
[0024]本發(fā)明所述完整噴涂涂層后進(jìn)行機(jī)械加工分割涂層的方法，具體包括以下步驟:
(1)對基體表面進(jìn)行粗化、清潔處理；
(2)根據(jù)基體材料、涂層材料和使用要求選用電弧噴涂技術(shù)、等離子噴涂技術(shù)、氧-乙炔火焰噴涂技術(shù)、超音速火焰噴涂等技術(shù)對產(chǎn)品待噴涂表面進(jìn)行熱噴涂。
[0025](3)使用合適的機(jī)加工技術(shù)，對(2)中涂層進(jìn)行合理切割，使其分割成面積比較小的感應(yīng)加熱涂層。
[0026](4)根據(jù)產(chǎn)品的使用需要，在(3)噴涂的感應(yīng)加熱層表面再噴涂上一層或多層其他材料(銅、鋁、鎳、陶瓷等)作為保護(hù)層和裝飾層。
[0027]本發(fā)明所述①可以根據(jù)不同使用要求，不同的使用條件，選用電弧噴涂技術(shù)、等離子噴涂技術(shù)、氧-乙炔火焰噴涂技術(shù)、超音速火焰噴涂等技術(shù)，可選熱噴涂技術(shù)范圍廣。②熱噴涂技術(shù)采用機(jī)械手智能化噴涂系統(tǒng)、噴涂效率高、噴涂涂層厚度準(zhǔn)確均勻。③機(jī)械手智能化噴涂系統(tǒng)有利于多次間歇式噴涂，使涂層內(nèi)部應(yīng)力及時充分的釋放，涂層強(qiáng)度更高、粘結(jié)更好。
[0028]基體材料為不具磁性的材料(銅、鋁、陶、砂、玻璃、石質(zhì)、混凝土等)及磁性材料
(鐵、鈦及其它合金等)。
[0029]涂層材料:鐵、鈷、鎳及其對應(yīng)的合金。
[0030]局部感應(yīng)加熱層外表面的裝飾或保護(hù)層材料:銅、鋁、鎳及其合金、陶瓷等本發(fā)明制備得到的產(chǎn)品結(jié)構(gòu):銅、鋁、陶、砂、玻璃、石質(zhì)等不具磁性的容器，待加熱表面噴涂導(dǎo)磁材料涂層(厚度根據(jù)使用需要控制噴涂)，導(dǎo)磁層外表面噴涂裝飾或保護(hù)涂層(根據(jù)產(chǎn)品使用要求需要噴涂)。
[0031]涂層結(jié)構(gòu):單層:導(dǎo)磁層或者多層:①導(dǎo)磁層+裝飾或保護(hù)層(根據(jù)使用要求)②粘結(jié)層+導(dǎo)磁層(根據(jù)使用要求)或者三層:粘結(jié)層+導(dǎo)磁層+裝飾或保護(hù)層(根據(jù)使用要求) 本發(fā)明的有益效果:
(I)本發(fā)明所述方法利用物理分割把電磁感應(yīng)加熱復(fù)合涂層分塊的方法，整個電磁感應(yīng)加熱層被分割成按規(guī)律排列的正方形、矩形、蜂窩狀等圖形或圖案的局部感應(yīng)加熱復(fù)合涂層，使噴涂過程中的應(yīng)力及時得到分散釋放，保證了每塊局部、獨立的電磁感應(yīng)加熱復(fù)合涂層始終保持完整性和良好的粘結(jié)性能;解決了電磁感應(yīng)加熱復(fù)合涂層由應(yīng)力引起的粘結(jié)不牢固、噴涂過程中開裂的問題，同還解決了使用過程中由于內(nèi)應(yīng)力而引起的開裂和對產(chǎn)品的破壞現(xiàn)象。
[0032](2)本發(fā)明把傳統(tǒng)整體電磁感應(yīng)加熱復(fù)合涂層加熱割裂為多個熱源涂層，使用過程中即使一塊局部的電磁感應(yīng)加熱復(fù)合涂層受到損傷甚至脫落，也不會影響其他部分的涂層和整個基體的使用且容易修復(fù)，延長了產(chǎn)品的使用壽命。
[0033](3)本發(fā)明把電磁加熱的整體涂層發(fā)熱切割成許多個發(fā)熱源，從而使基體受熱更加均勻，熱效率更高，能源利用率更高。
[0034](4)本發(fā)明采取增材制造的理念(不同于基體加工凹槽進(jìn)行內(nèi)鑲嵌)，利用熱噴涂技術(shù)制備加熱涂層，降低了涂層使用過程的維修成本，增加了再制造的可能性。
【附圖說明】
[0035]圖1為本發(fā)明實施例1原理圖；
圖2為本發(fā)明所述方法制備得到的其中一種涂層的三維模型圖；
圖3為正方形局部感應(yīng)加熱涂層排列模型圖；
圖4為蜂窩狀局部感應(yīng)加熱涂層排列模型圖。
[0036]圖2中:1-凹槽;2-小塊涂層;3-基體。
【具體實施方式】
[0037]下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于所述內(nèi)容。
[0038]本發(fā)明具體實施例制備多層涂層的制備方案如下，具體包括以下步驟:
(I)首先使用白剛玉、棕剛玉或鋯剛玉(沙粒的粒度為18_25μπι)對基體進(jìn)行噴砂處理；噴完后用壓縮干燥空氣吹掉殘余在基體表面凹坑中的砂粒、雜質(zhì)。
[O O3 9 ] (2 )利用熱噴涂系統(tǒng)，把待噴涂基體放到噴涂系統(tǒng)的噴涂平臺上，做好噴涂前準(zhǔn)備，進(jìn)行噴涂。
[0040](3)按要求進(jìn)行機(jī)械加工處理涂層表面，達(dá)到相應(yīng)的使用要求。
[0041](4)按使用要求對涂層外表進(jìn)行保護(hù)層和裝飾層噴涂，冷卻至室溫，取下樣品。
[0042]本發(fā)明步驟(2)中噴涂涂層時物理分割把涂層分塊的方法有2種:
①用耐高溫的網(wǎng)格罩住待噴涂表面再進(jìn)行噴涂，達(dá)到均勻分割整個感應(yīng)加熱層的目的，耐高溫材料網(wǎng)格的形狀根據(jù)需要設(shè)計制造，形狀多樣如附圖3、4，也可以設(shè)計成各種形狀的圖形和L0G0，網(wǎng)格可以根據(jù)待噴涂表面的形狀和弧度進(jìn)行調(diào)節(jié)網(wǎng)格板的形狀、弧度;在噴涂安裝時，使該耐高溫網(wǎng)格板距離待噴涂表面2?1mm(根據(jù)使用要求來調(diào)節(jié)該網(wǎng)格板到待噴涂表面的距離)。
[0043]②把噴涂完成的整個涂層進(jìn)行機(jī)械切割，把涂層按要求分割成需要的形狀。切割縫深度控制在0.5?1.5mm，縫的寬度控制在I?2mm，切割時盡量減小切割震動。
[0044]實施例1
本實施例以鋁合金為基體，在鋁合金基體上噴涂316L不銹鋼涂層，具體方法為:將鋁合金基體表面進(jìn)行粗化、清潔處理后，在鋁合金基體的待噴涂表面罩上鏤空的網(wǎng)板(材質(zhì)為耐高溫的鉬絲，鉬絲粗細(xì)為0.1mm)，網(wǎng)板的形狀為蜂窩狀，每塊蜂窩狀面積為0.01mm2。采用電弧噴涂技術(shù)噴涂進(jìn)行熱噴涂，網(wǎng)格距離待噴涂表面4mm，噴霧電壓32 V，電流180 A和噴氣壓力0.6 MPa，噴槍距網(wǎng)格200 mm，噴涂速度6mm/s，去除網(wǎng)板后得到成網(wǎng)格狀分布的電磁感應(yīng)加熱復(fù)合涂層，電磁感應(yīng)加熱復(fù)合涂層厚度約為ΙΟΟμπι。
[0045]本實施例制備得到的涂層呈蜂窩狀分布，每個網(wǎng)格的面積為0.01mm2，網(wǎng)格之間的距離為0.1111111。采用顯微硬度測試儀10)10-服3-10002涂層進(jìn)行硬度測試，其硬度為390服。具體采用拉伸實驗方法對涂層的粘結(jié)強(qiáng)度進(jìn)行測試，粘結(jié)強(qiáng)度達(dá)到90Mpa，熱震次數(shù)超過20次。
[0046]和本實施例相比，不加網(wǎng)板，直接在基體上進(jìn)行噴涂的制備得到的鋁合金基體表面的316L不銹鋼涂層，硬度為370HV，其粘結(jié)強(qiáng)度為30Mpa，熱震次數(shù)不超過10次。
[0047]從上面的實驗結(jié)果可以看出加網(wǎng)格把電磁感應(yīng)加熱復(fù)合涂層分割成小塊，可以明顯增加電磁感應(yīng)加熱復(fù)合涂層的粘結(jié)性，小塊的電磁感應(yīng)加熱復(fù)合涂層更有利于使用過程中的內(nèi)應(yīng)力釋放。
[0048]實施例2
本實施例以鋁合金為基體，在鋁合金基體上噴涂N1-Al涂層，具體方法為:將鋁合金基體表面進(jìn)行粗化、清潔處理后，在鋁合金基體的待噴涂表面罩上鏤空的網(wǎng)板(材質(zhì)為耐高溫的鉻絲，鉻絲粗細(xì)為10mm)，網(wǎng)板的形狀為網(wǎng)格狀，每塊網(wǎng)格狀面積為10000mm2。采用等離子噴涂進(jìn)行熱噴涂，網(wǎng)格距離待噴涂表面4mm，噴槍距離網(wǎng)格200mm;電流410A;電壓320V;N2流量230L/min;Ar流量100L/min;H2流量15L/min;送粉電壓18V，噴槍移動速度6mm/s，制備的涂層厚度約為700μπι。
[0049]本實施例制備得到的涂層呈網(wǎng)格狀分布，每個網(wǎng)格狀的面積為10000mm2，網(wǎng)格之間的距離為10mm。采用顯微硬度測試儀MC010-HVS-1000Z涂層進(jìn)行硬度測試，其硬度為350HV。具體采用拉伸實驗方法對涂層的粘結(jié)強(qiáng)度進(jìn)行測試，粘結(jié)強(qiáng)度達(dá)到104Mpa，熱震次數(shù)超過25次。去除網(wǎng)板后得到成網(wǎng)格狀分布的電磁感應(yīng)加熱復(fù)合涂層，電磁感應(yīng)加熱復(fù)合涂層厚度約為700μπι。
[0050]和本實施例相比，不加網(wǎng)板，直接在基體上進(jìn)行噴涂的制備得到的鋁合金基體表面的N1-Al涂層，硬度為345HV，其粘結(jié)強(qiáng)度為83Mpa，熱震次數(shù)不超過15次。
[0051 ]從上面的實驗結(jié)果可以看出加網(wǎng)格把電磁感應(yīng)加熱復(fù)合涂層分割成小塊，可以明顯增加電磁感應(yīng)加熱復(fù)合涂層的粘結(jié)性，小塊的電磁感應(yīng)加熱復(fù)合涂層更有利于使用過程中的內(nèi)應(yīng)力釋放。
[0052] 實施例3
本實施例以陶瓷為基體，在陶瓷基體上噴涂N1-Cr涂層，具體方法為:將表面進(jìn)行粗化、清潔處理后，在陶瓷基體的待噴涂表面先利用電弧噴涂上一層Al層作為粘結(jié)層，噴霧電壓32 V，電流180 A和噴氣壓力0.6 MPa，噴槍距噴涂表面200 mm，噴涂速度6mm/s。在噴好的Al層表面罩上鏤空的網(wǎng)板(材質(zhì)為耐高溫的鉭絲，鉭絲粗細(xì)為9mm)，網(wǎng)板的形狀為圓形，每塊網(wǎng)格狀面積為2500mm2。采用氧-乙炔噴涂技術(shù)噴涂進(jìn)行熱噴涂，網(wǎng)格距離待噴涂表面3mm，噴霧電壓32 V，電流180 A、氧氣壓力0.78 MPa，乙炔氣體壓力0.I Mpa，噴槍距離網(wǎng)格200mm，噴涂速度I Omm/s，去除網(wǎng)板后得到成網(wǎng)格狀分布的涂層，涂層厚度約為500μηι。
[0053]本實施例制備得到的涂層成圓形分布，每個網(wǎng)格的面積為2500mm2，網(wǎng)格之間的距離為9mm。采用顯微硬度測試儀MC010-HVS-1000Z涂層進(jìn)行硬度測試，其硬度為750HV。具體采用拉伸實驗方法對涂層的粘結(jié)強(qiáng)度進(jìn)行測試，粘結(jié)強(qiáng)度達(dá)到234Mpa，熱震次數(shù)超過30次。去除網(wǎng)板后得到成網(wǎng)格狀分布的電磁感應(yīng)加熱復(fù)合涂層，電磁感應(yīng)加熱復(fù)合涂層厚度約為500μπιο
[0054]和本實施例相比，不加網(wǎng)板，直接在基體上進(jìn)行噴涂的制備得到的陶瓷基體表面的N1-Cr涂層，硬度為445HV，其粘結(jié)強(qiáng)度為103Mpa，熱震次數(shù)不超過15次。
[0055]從上面的實驗結(jié)果可以看出加網(wǎng)格把電磁感應(yīng)加熱復(fù)合涂層分割成小塊，可以明顯增加電磁感應(yīng)加熱復(fù)合涂層的粘結(jié)性，小塊的電磁感應(yīng)加熱復(fù)合涂層更有利于使用過程中的內(nèi)應(yīng)力釋放。
[0056]實施例4
本實施例以陶瓷為基體，在陶瓷基體上噴涂316L不銹鋼涂層，具體方法為:將陶瓷基體表面進(jìn)行粗化、清潔處理后，在陶瓷基體的待噴涂表面罩上鏤空的網(wǎng)板(材質(zhì)為耐高溫的鉬材料，鉬絲粗細(xì)為15mm)，網(wǎng)板的形狀為蜂窩狀，每塊網(wǎng)格狀面積為3500mm2。然后采用電弧噴涂技術(shù)噴涂進(jìn)行熱噴涂，網(wǎng)格距離待噴涂表面6mm，噴霧電壓32 V，電流180 A和噴氣壓力0.6 MPa，噴槍霧距離網(wǎng)格300 mm，噴涂速度10mm/s，去除網(wǎng)板后得到成網(wǎng)格狀分布的涂層，涂層厚度約為600μπι。
[0057]本實施例制備得到的涂層成蜂窩狀分布，每個網(wǎng)格的面積為3500mm2，網(wǎng)格之間的距離為15mm。采用顯微硬度測試儀MC010-HVS-1000Z涂層進(jìn)行硬度測試，其硬度為450HV。具體采用拉伸實驗方法對涂層的粘結(jié)強(qiáng)度進(jìn)行測試，粘結(jié)強(qiáng)度達(dá)到314Mpa，熱震次數(shù)超過20次。去除網(wǎng)板后得到成網(wǎng)格狀分布的電磁感應(yīng)加熱復(fù)合涂層，電磁感應(yīng)加熱復(fù)合涂層厚度約為600μηι。
[0058]和本實施例相比，不加網(wǎng)板，直接在基體上進(jìn)行噴涂的制備得到的陶瓷基體表面的N1-Cr涂層，硬度為445HV，其粘結(jié)強(qiáng)度為113Mpa，熱震次數(shù)不超過12次。
[0059]從上面的實驗結(jié)果可以看出加網(wǎng)格把電磁感應(yīng)加熱復(fù)合涂層分割成小塊，可以明顯增加電磁感應(yīng)加熱復(fù)合涂層的粘結(jié)性，小塊的電磁感應(yīng)加熱復(fù)合涂層更有利于使用過程中的內(nèi)應(yīng)力釋放。
[0060]實施例5
本實施例以烤制而成的紫砂為基體，在紫砂基體表面噴涂316L不銹鋼涂層，具體方法為:將紫砂基體表面進(jìn)行粗化、清潔處理后，在紫砂基體的待噴涂表面罩上鏤空的網(wǎng)板(材質(zhì)為耐高溫的鉬材料，鉬絲粗細(xì)為8mm)，網(wǎng)板的形狀為蜂窩狀，每塊網(wǎng)格狀面積為900mm2。然后采用電弧噴涂技術(shù)噴涂進(jìn)行熱噴涂，網(wǎng)格距離待噴涂表面6mm，噴霧電壓32 V，電流180A和噴氣壓力0.6 MPa，噴槍霧距離網(wǎng)格300 mm，噴涂速度lOmm/s，去除網(wǎng)板后得到成網(wǎng)格狀分布的電磁感應(yīng)加熱復(fù)合涂層，電磁感應(yīng)加熱復(fù)合涂層厚度約為600μπι。利用等離子噴涂，噴涂上一層陶瓷層作為保護(hù)層，噴槍距離表面200mm;電流410Α;電壓320V;N2流量230L/min; Ar流量100L/min ;H2流量15L/min;送粉電壓18V，噴槍移動速度6mm/s，制備的涂層厚度約為 300μηι。
[0061]本實施例制備得到的涂層成蜂窩狀分布，每個網(wǎng)格的面積為900mm2，網(wǎng)格之間的距離為8mm。采用顯微硬度測試儀MC010-HVS-1000Z涂層進(jìn)行硬度測試，其硬度為390HV。具體采用拉伸實驗方法對涂層的粘結(jié)強(qiáng)度進(jìn)行測試，粘結(jié)強(qiáng)度達(dá)到104Mpa，熱震次數(shù)超過20次。去除網(wǎng)板后得到成網(wǎng)格狀分布的涂層，涂層厚度約為600μπι。
[0062]和本實施例相比，不加網(wǎng)板，直接在基體上進(jìn)行噴涂的制備得到的紫砂基體表面的316L不銹鋼涂層，硬度為370HV，其粘結(jié)強(qiáng)度為70Mpa，熱震次數(shù)不超過12次。
[0063]從上面的實驗結(jié)果可以看出加網(wǎng)格把電磁感應(yīng)加熱復(fù)合涂層分割成小塊，可以明顯增加電磁感應(yīng)加熱復(fù)合涂層的粘結(jié)性，小塊的電磁感應(yīng)加熱復(fù)合涂層更有利于使用過程中的內(nèi)應(yīng)力釋放。
[0064]實施例6
本實施例以烤制而成的紫砂為基體，在紫砂基體表面噴涂N1-Al涂層，具體方法為:將紫砂基體表面進(jìn)行粗化、清潔處理后，在紫砂基體的待噴涂表面罩上鏤空的網(wǎng)板(材質(zhì)為耐高溫的鉻材料，鉻絲粗細(xì)為12mm)，網(wǎng)板的形狀為圓形狀，每塊圓形狀面積為1500mm2。采用超音速火焰噴涂技術(shù)噴涂進(jìn)行熱噴涂，網(wǎng)格距離待噴涂表面4mm，噴霧電壓34 V，電流190A、氧氣壓力0.70 MPa，丙燒氣體壓力0.1 Mpa，噴槍距離網(wǎng)格350 mm，噴涂速度10mm/s，去除網(wǎng)板后得到成網(wǎng)格狀分布的涂層，涂層厚度約為700μπι。
[0065]本實施例制備得到的涂層成圓形狀分布，每個網(wǎng)格的面積為1500mm2，網(wǎng)格之間的距離為12mm。采用顯微硬度測試儀MC010-HVS-1000Z涂層進(jìn)行硬度測試，其硬度為490HV。具體采用拉伸實驗方法對涂層的粘結(jié)強(qiáng)度進(jìn)行測試，粘結(jié)強(qiáng)度達(dá)到214Mpa，熱震次數(shù)超過28次。去除網(wǎng)板后得到成網(wǎng)格狀分布的電磁感應(yīng)加熱復(fù)合涂層，電磁感應(yīng)加熱復(fù)合涂層厚度約為 700μπι。
[0066]和本實施例相比，不加網(wǎng)板，直接在基體上進(jìn)行噴涂的制備得到的紫砂基體表面的N1-Al涂層，硬度為490HV，其粘結(jié)強(qiáng)度為134Mpa，熱震次數(shù)不超過15次。
[0067]從上面的實驗結(jié)果可以看出加網(wǎng)格把電磁感應(yīng)加熱復(fù)合涂層分割成小塊，可以明顯增加電磁感應(yīng)加熱復(fù)合涂層的粘結(jié)性，小塊的電磁感應(yīng)加熱復(fù)合涂層更有利于使用過程中的內(nèi)應(yīng)力釋放。
[0068]實例7
本實施例以大理石為基體，在大理石基體表面噴涂316L不銹鋼涂層，具體方法為:將大理石基體表面進(jìn)行粗化、清潔處理后，在大理石基體的待噴涂表面先利用電弧噴涂上一層Al層作為粘結(jié)層，噴霧電壓32 V，電流180 A和噴氣壓力0.6 MPa，噴槍距待噴涂表面200mm，噴涂速度6mm/ s。在噴好的Al層表面。在Al層表面罩上鏤空的網(wǎng)板(材質(zhì)為耐高溫的鉬材料，鉬絲粗細(xì)為10mm)，網(wǎng)板的形狀為蜂窩狀，每塊網(wǎng)格狀面積為900mm2。然后采用電弧噴涂技術(shù)噴涂進(jìn)行熱噴涂，網(wǎng)格距離待噴涂表面6mm，噴霧電壓32 V，電流180 A和噴氣壓力0.6MPa，噴槍霧距離網(wǎng)格300 mm，噴涂速度10mm/s，去除網(wǎng)板后得到成網(wǎng)格狀分布的電磁感應(yīng)加熱復(fù)合涂層，電磁感應(yīng)加熱復(fù)合涂層厚度約為600μπι。利用等離子噴涂，噴涂上一層陶瓷層作為保護(hù)層，噴槍距離表面200mm;電流410Α;電壓320V;N2流量230L/min;Ar流量10L/min;H2流量15L/min;送粉電壓18V，噴槍移動速度6mm/s，制備的涂層厚度約為200μπι。
[0069]本實施例制備得到的涂層成蜂窩狀分布，每個網(wǎng)格的面積為900mm2，網(wǎng)格之間的距離為8mm。采用顯微硬度測試儀MC010-HVS-1000Z涂層進(jìn)行硬度測試，其硬度為387HV。具體采用拉伸實驗方法對涂層的粘結(jié)強(qiáng)度進(jìn)行測試，粘結(jié)強(qiáng)度達(dá)到104Mpa，熱震次數(shù)超過25次。
[0070]和本實施例相比，不加網(wǎng)板，直接在基體上進(jìn)行噴涂的制備得到的大理石基體表面的316L不銹鋼涂層，硬度為369HV，其粘結(jié)強(qiáng)度為70Mpa，熱震次數(shù)不超過12次。
[0071]從上面的實驗結(jié)果可以看出加網(wǎng)格把涂層分割成小塊，可以明顯增加涂層的粘結(jié)性，小塊的涂層更有利于使用過程中的內(nèi)應(yīng)力釋放。
[0072]實例8
本實施例以鋁合金為基體，先利用熱噴涂技術(shù)制備800mm316L不銹鋼涂層，再進(jìn)行機(jī)械切割，把涂層按要求分割成面積為1500mm2正方形的涂層，切割縫的寬度為10mm。切割電磁感應(yīng)加熱復(fù)合涂層完成后，電磁感應(yīng)加熱復(fù)合涂層厚度約為800mm。
[0073]本實施例制備得到的涂層成正方形分布，每個網(wǎng)格的面積為800mm2，網(wǎng)格之間的距離為10mm。采用顯微硬度測試儀MC010-HVS-1000Z涂層進(jìn)行硬度測試，其硬度為369HV。具體采用拉伸實驗方法對涂層的粘結(jié)強(qiáng)度進(jìn)行測試，粘結(jié)強(qiáng)度達(dá)到90Mpa，熱震次數(shù)超過18次。
[0074]和本實施例相比，不加切割，直接在基體上進(jìn)行噴涂的制備得到的鋁合金基體表面的316L不銹鋼涂層，硬度為360HV，其粘結(jié)強(qiáng)度為50Mpa，熱震次數(shù)不超過9次。
[0075]從上面的實驗結(jié)果可以看出加機(jī)械切割把電磁感應(yīng)加熱復(fù)合涂層分割成小塊，可以明顯增加電磁感應(yīng)加熱復(fù)合涂層的粘結(jié)性，小塊的電磁感應(yīng)加熱復(fù)合涂層更有利于使用過程中的內(nèi)應(yīng)力釋放。
[0076]以上形狀舉例只是本發(fā)明的部分運用舉例，但是本發(fā)明不只限于該實施例，只要其以任何相同或相似手段達(dá)到本發(fā)明的技術(shù)效果，都應(yīng)落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
[0077]將本發(fā)明實施例1?8制備得到的電磁感應(yīng)加熱復(fù)合涂層，不僅可以用于生活中加熱盛具的制造，還可運用于任何電磁感應(yīng)加熱的容器的表面加工，大到工廠的反應(yīng)釜小到生活中的電磁爐加熱器具。使用該方法制造的器具:可以利用電磁感應(yīng)的方法加熱，物理分割釋放涂層內(nèi)應(yīng)力，提高了涂層加熱效率、盛器受熱更均勻、涂層粘結(jié)強(qiáng)度，延長了其使用壽命，改善了使用性能。
【主權(quán)項】
1.一種電磁感應(yīng)加熱復(fù)合涂層的制備方法，其特征在于，具體包括以下步驟:基體表面進(jìn)行粗化、清潔處理后，在基體的待噴涂表面罩上或貼上鏤空的網(wǎng)板，然后進(jìn)行熱噴涂，去除網(wǎng)板后得到被凹槽均勻分割的電磁感應(yīng)加熱復(fù)合涂層;或者在基體表面直接進(jìn)行熱噴涂，然后進(jìn)行機(jī)械切割，得到被凹槽均勻分割的電磁感應(yīng)加熱復(fù)合涂層。2.根據(jù)權(quán)利要求1電磁感應(yīng)加熱復(fù)合涂層的制備方法，其特征在于:在電磁感應(yīng)加熱復(fù)合涂層上再噴涂上一層或多層其他材料作為保護(hù)層或者裝飾層。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電磁感應(yīng)加熱復(fù)合涂層的制備方法，其特征在于:所述網(wǎng)板的網(wǎng)格為任意形狀。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁感應(yīng)加熱復(fù)合涂層的制備方法，其特征在于:所述網(wǎng)板的骨架的寬度為0.1mm?10mm，使分割涂層的凹槽寬度為0.1mm?1mm05.根據(jù)權(quán)利要求1、2、4任意一項所述電磁感應(yīng)加熱復(fù)合涂層的制備方法，其特征在于:被分割后的涂層由多個小塊的涂層組成，其每一小塊涂層的面積為0.0 Imm2?I OOOOmm2。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述電磁感應(yīng)加熱復(fù)合涂層的制備方法，其特征在于:所述基體不含順磁性分子的材料。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述電磁感應(yīng)加熱復(fù)合涂層的制備方法，其特征在于:所述涂層材料為鐵、鈷、鎳及其所屬氧化物、氮化物或其對應(yīng)的合金。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述電磁感應(yīng)加熱復(fù)合涂層的制備方法，其特征在于:所述涂層厚度為:0.05mm ?Imm ο9.根據(jù)權(quán)利要求6所述電磁感應(yīng)加熱復(fù)合涂層的制備方法，其特征在于:所述其他材料為:銅、鋁、鎳及其合金、陶瓷。
【文檔編號】C23C4/12GK105821368SQ201610257988
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年4月25日
【發(fā)明人】宋鵬, 李喬磊, 羅恒, 彭俊銘
【申請人】昆明理工大學(xué)