本發(fā)明涉及金屬表面涂層的制作方法技術領域，具體涉及一種微晶厚膜介質(zhì)涂層的制作方法。

背景技術：

為了防止金屬材料的腐蝕和氧化，通常會在金屬的表面涂布介質(zhì)涂層。介質(zhì)涂層所使用的材料有很多，美國杜邦公司開發(fā)出一種微晶厚膜介質(zhì)涂層，其采用的微晶陶瓷作為介質(zhì)涂層，不僅可以有效防止金屬材料的腐蝕和氧化，并且其具有較高的硬度，可對金屬表面形成良好的保護層，同時還可以提高金屬材料的質(zhì)感。這種微晶厚膜介質(zhì)涂層的制作方法如下：

1、將多種不同金屬氧化物材料(例如氧化鈣、氧化鋁等用于制作玻璃陶瓷的原料)混合燒結，并經(jīng)過水淬后，粉碎至1000-1500目制成粉末原料備用。

2、采用松油醇、檸檬酸三丁酯、乙基纖維素、1-4丁內(nèi)酯、氫化蓖麻油混合成有機溶劑。

3、將粉末原料與郵寄溶劑以重量比為：75％：25％比例混合拌勻，然后用三棍研磨機充分壓合，制成漿料。

4、通過網(wǎng)板印刷的方式，將漿料涂布在金屬板上，然后再以850度高溫燒結。

由于通過網(wǎng)板印刷的方式，每次涂層的厚度僅20um厚度。而一般要求的介質(zhì)涂層需要達到100um厚度的標準，所以采用上述方法，就必須重復5次網(wǎng)板印刷涂布作業(yè)，而每次網(wǎng)板印刷涂布作業(yè)將耗費大量的時間，導致生產(chǎn)效率低下。另外，這種微晶厚膜介質(zhì)涂層的制作方法還存在另外一個問題，其由于是通過網(wǎng)板印刷的方式進行材料涂布，所以其僅僅只能用于平板狀的金屬材料，對于一些曲面或者不規(guī)則的金屬產(chǎn)品，是無法使用該種方法進行涂布的。最后，目前這種制作方法中，所使用的漿料，在印刷作業(yè)中有機溶劑揮發(fā)后利用率僅75％，造成不必要的浪費和環(huán)境問題。

針對以上問題，本發(fā)明人經(jīng)過不斷的研究，提出以下解決方案。。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術問題就在于克服現(xiàn)有微晶厚膜介質(zhì)涂層的制作方法的不足，提供一種工藝簡單，并且效率高的微晶厚膜介質(zhì)涂層的制作方法。

為解決上述技術問題，本發(fā)明采用了以下技術方案：該微晶厚膜介質(zhì)涂層的制作方法首先是將無機氧化物高溫熔煉成熔融狀態(tài)；接著將熔料經(jīng)過水淬制作成微晶玻璃碎渣；然后通過粉碎機將微晶玻璃最渣粉碎成粉末，并在粉末中摻雜添加劑，充分攪拌得到微晶陶瓷粉末；再接著，采用靜電粉末涂裝的方式將制作的微晶陶瓷粉末涂裝在金屬基材表面；最后，將金屬基材進行燒結，從而令金屬基材上形成微晶厚膜介質(zhì)涂層。

進一步而言，上述技術方案中，具體的，本方法包括以下步驟：第一步，將無機氧化物放入熔煉爐中加熱，熔煉成熔融狀態(tài)；第二步，將加熱成熔融狀態(tài)的熔料通過水淬的方式制作成微晶玻璃碎渣；第三步，將得到的微晶玻璃碎渣放入氣流粉碎機中粉碎成粉末，粉末的顆粒度在300-800目；第四步，在粉末中摻雜有機添加劑，該添加劑與粉末的重量比為：0.1-3％，并通過攪拌機令添加劑與粉末充分混合均勻；第五步，采用靜電粉末涂裝的方式將制作的微晶陶瓷粉末涂裝在金屬基材表面，涂裝的厚度不低于100微米，并通過調(diào)整靜電電壓來調(diào)整微晶陶瓷粉末的涂裝厚度，第六步，將涂裝了微晶陶瓷粉末的金屬基材進行燒結，從而令金屬基材上形成微晶厚膜介質(zhì)涂層。

進一步而言，上述技術方案中，所述微晶厚膜介質(zhì)涂層的膨脹比與金屬基材的膨脹比對應。

進一步而言，上述技術方案中，根據(jù)金屬基材的膨脹系數(shù)不同，所述的無機氧化物采用以下不同的方案：方案一采用鈣系材料為主要原料，即采用氧化鈣作為主要的原料，并添加其他無機氧化物，其中氧化鈣的重量占比為：35-50％；方案二采用鋇系材料為主要原料，即采用氧化鋇作為主要的原料，并添加其他無機氧化物，其中氧化鋇的重量占比為：40-60％；

進一步而言，上述技術方案中，所述的方案一中，原料中各種成分的重量比例為：氧化鈣40-50％、二氧化硅15-30％、二氧化鈦5-15％、氧化鋁5-10％、氧化硼5-10％、氧化鈷2-5％、氧化鋯2-5％。

進一步而言，上述技術方案中，所述的方案二中，原料中各種成分的重量比例為氧化鋇45-60％、二氧化硅10-25％、二氧化鈦5-15％、氧化鋁2-10％、氧化硼3-10％、氧化鈷2-5％、氧化鋯2-5％。

進一步而言，上述技術方案中，所述的添加劑為：水溶性有機纖維素。

進一步而言，上述技術方案中，所述的燒結溫度為750-900攝氏度，時間為：5-30分鐘。

本發(fā)明采用上述技術方案后，利用靜電陶瓷噴涂的方式將粉末噴涂在金屬基材的表面，同時根據(jù)調(diào)節(jié)靜電的大小可以調(diào)節(jié)金屬基材表面上的涂層厚度，一次就可以完成涂布作業(yè)，最后進行燒結即可。同時，本發(fā)明采用上述技術方案后，由于其采用靜電噴涂的方式，對金屬基材的造型沒有任何限制，可以適用于不同造型的金屬基材上，包括：曲面以及不規(guī)則造型的金屬基材。

具體實施方式

實施例1：

本實施例1是采用鈣系材料為主要原料，即采用氧化鈣作為主要的原料，并添加其他無機氧化物，其中氧化鈣的重量占比為：35-50％。其具體方案如下：

第一步，將無機氧化物放入熔煉爐中加熱，熔煉成熔融狀態(tài)。本實施例采用的無機氧化物原料如下：原料中各種成分的重量比例為：氧化鈣40-50％、二氧化硅15-30％、二氧化鈦5-15％、氧化鋁5-10％、氧化硼5-10％、氧化鈷2-5％、氧化鋯2-5％。優(yōu)選：氧化鈣45％、二氧化硅25％、氧化鋁8％、氧化硼8％、氧化鈷3％、氧化鋯5％、二氧化鈦6％。

第二步，將加熱成熔融狀態(tài)的熔料通過水淬的方式制作成微晶玻璃碎渣。

第三步，將得到的微晶玻璃碎渣放入氣流粉碎機中粉碎成粉末，粉末的顆粒度在300-800目；

第四步，在粉末中摻雜有機添加劑，該添加劑與粉末的重量比為：0.1-3％，并通過攪拌機令添加劑與粉末充分混合均勻；所述的添加劑為：水溶性有機纖維素，例如：甲基纖維素、丙基纖維素，或是醇酯類有機材料。這些可增強材料的靜電產(chǎn)生，便于后續(xù)的靜電噴涂，并且在后續(xù)高溫燒結過程中會完全被高溫氣化，不會在涂層中殘留造成氣孔。

第五步，采用靜電粉末涂裝的方式將制作的微晶陶瓷粉末涂裝在金屬基材表面，涂裝的厚度不低于100微米。即使用靜電產(chǎn)生機對金屬基材產(chǎn)生60000v-120000v的高壓靜電，微晶陶瓷粉末噴涂于工件。通過以靜電壓調(diào)整附著陶瓷粉厚度。

第六步，將涂裝了微晶陶瓷粉末的金屬基材進行燒結，從而令金屬基材上形成微晶厚膜介質(zhì)涂層。所述的燒結溫度為750-900攝氏度，時間為：5-30分鐘。

由于不同材料的金屬基材膨脹系數(shù)不同，所以針對不同材料的金屬基材需要選擇不同的無機氧化物原料。從而令最后燒結形成的介質(zhì)涂層的膨脹系數(shù)與金屬基材的膨脹系數(shù)保持一致，確保介質(zhì)涂層不會在后續(xù)的使用過程中發(fā)生龜裂的情況。

本發(fā)明提供了兩種方案，上述實施例1中采用的方案一。

方案一采用鈣系材料為主要原料，即采用氧化鈣作為主要的原料，并添加其他無機氧化物，其中氧化鈣的重量占比為：35-50％。方案一可適用膨脹系數(shù)為：11x10^-6左右的金屬材料，例如：不銹鋼(sus430)。

方案二采用鋇系材料為主要原料，即采用氧化鋇作為主要的原料，并添加其他無機氧化物，其中氧化鋇的重量占比為：40-60％。方案二可適用膨脹系數(shù)為：18x10^-6左右的金屬材料，例如：不銹鋼(sus304)。

實施例2：

實施例2采用了上述方案二作為無機氧化物原料。具體如下：

第一步，將無機氧化物放入熔煉爐中加熱，熔煉成熔融狀態(tài)。本實施例采用的無機氧化物原料如下：原料中各種成分的重量比例為氧化鋇45-60％、二氧化硅10-25％、二氧化鈦5-15％、氧化鋁2-10％、氧化硼3-10％、氧化鈷2-5％、氧化鋯2-5％。優(yōu)先氧化鋇50％、二氧化硅20％、氧化鋁8％、氧化硼8％、氧化鈷3％、氧化鋯3％、二氧化鈦8％

第二步，將加熱成熔融狀態(tài)的熔料通過水淬的方式制作成微晶玻璃碎渣。

第三步，將得到的微晶玻璃碎渣放入氣流粉碎機中粉碎成粉末，粉末的顆粒度在300-800目以下；

第四步，在粉末中摻雜有機添加劑，該添加劑與粉末的重量比為：0.1-3％，并通過攪拌機令添加劑與粉末充分混合均勻；所述的添加劑為：水溶性有機纖維素，例如：甲基纖維素、丙基纖維素，或是醇酯類有機材料。

第五步，采用靜電粉末涂裝的方式將制作的微晶陶瓷粉末涂裝在金屬基材表面，涂裝的厚度不低于100微米。即使用靜電產(chǎn)生機對金屬基材產(chǎn)生60000v-120000v的高壓靜電，微晶陶瓷粉末噴涂于工件。通過以靜電壓調(diào)整附著陶瓷粉厚度。

第六步，將涂裝了微晶陶瓷粉末的金屬基材進行燒結，從而令金屬基材上形成微晶厚膜介質(zhì)涂層。所述的燒結溫度為750-900攝氏度，時間為：5-30分鐘。

進過測試，使用本方法得到微晶厚膜介質(zhì)涂層均勻性和附著力明顯由于傳統(tǒng)工藝的制作的涂層，并且效率提高4倍以上。同時，由于其采用靜電噴涂的方式，對金屬基材的造型沒有任何限制，可以適用于不同造型的金屬基材上，包括：曲面以及不規(guī)則造型的金屬基材。最后，本發(fā)明采用靜電噴涂，所以添加劑用量少，避免了浪費和揮發(fā)。

當然，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施例而已，并非來限制本發(fā)明實施范圍，凡依本發(fā)明申請專利范圍所述構造、特征及原理所做的等效變化或修飾，均應包括于本發(fā)明申請專利范圍內(nèi)。