[发明专利]一种数控冲床浮动夹钳表面耐磨涂层的制备方法

说明书

一种数控冲床浮动夹钳表面耐磨涂层的制备方法，首先按照涂层的成分配比称取氧化铬陶瓷颗粒和低熔点添加剂，并混合均匀，然后通过大气等离子喷涂技术在喷砂处理后的夹钳表面制备高性能耐磨涂层。本发明克服了传统的数控冲床浮动夹钳利用燕尾槽结构会造成板料在夹持过程中局部变形等问题。混合粉末中低熔点玻璃粉添加剂具有独特的“球形”结构，使其流动性更好，堆积形成的休止角更小，有利于混料更加均匀，基料与填料可以充分密实，极大改善制备涂层的致密度，有效克纯氧化铬涂层在使用过程中存在的问题，使得涂层摩擦学性能更优、服役寿命更长、制备成本更低，且喷涂过程对数控冲床浮动夹钳基体热影响小，不会改变基体本身的组织与形状。

技术领域

本发明涉及热喷涂技术、表面工程及材料科学领域，特别涉及一种数控冲床浮动夹钳表面耐磨涂层的制备方法。

背景技术

磨损、腐蚀和断裂是材料失效的三种主要形式，其中由摩擦所导致的磨损是数控冲床浮动夹钳失效的主要原因。因此，在夹钳设计时应当综合考虑夹钳生产材料的选取和加工工艺的优化，以延长其连续工作时间。同时，数控冲床浮动夹钳通常采用燕尾槽结构，以增加夹持板材时的摩擦阻力。但是，传统的燕尾槽结构在使用过程中存在一定的局限性，如当夹持力较小时，板料相对于夹钳会发生位移；而但夹持力较大时，会出现板料在夹持过程中出现局部变形等问题，影响生产过程及最终产品质量。

表面涂覆涂层是提高数控冲床浮动夹钳表面耐磨性能中最有效、最常用的一种方法。目前，陶瓷材料由于具有较高的化学稳定性、硬度和强度等优点，在耐磨涂层的研究中扮演了重要的角色，其中氧化物陶瓷材料由于制备方法简单，性能优良，从而成为目前研究最多，应用最广的涂层材料。因此，采用氧化物陶瓷涂层代替传统的燕尾槽结构可有效避免上述问题的产生，延长数控冲床浮动夹钳的服役寿命，极大改善产品质量，提高生产效率。

由于具有良好的耐热性和化学稳定性，高的机械强度等优势，氧化铬陶瓷涂层表现出优异的耐磨性能。如：

广东省新材料研究所、广州粤有研表面工程有限公司提出了搅拌桶及其制造方法（发明专利申请公布号CN 110158016 A），其公开了在搅拌桶的内壁和/或其搅拌轮表面制备氧化铬陶瓷涂层，涂层制备方法采用等离子喷涂技术。该技术方案由于热失重的原因，涂层于基体结合强度较低，从而造成涂层脱落。同时，氧化铬的韧性较低，当涂层受到持续压应力的作用时，在涂层的孔隙、夹杂物以及晶界处会形成裂纹源，裂纹扩展会导致涂层在服役过程中发生断裂。因此，纯氧化铬陶瓷涂层已无法满足目前的使用要求，氧化铬基复合涂层成为发展趋势。

又如：江苏固格澜栅防护设施有限公司提出了一种高硬度高耐磨防腐涂层及其制备方法（发明专利申请公布号CN107739539 A），其公开了涂层原料为氧化铬和氧化铝颗粒，涂层的制备方法为等离子喷涂技术。该技术所采用的微米级的添加相在高温条件下会因晶粒长大而出现涂层性能下降和失效的问题。

再如：常熟市大生机械厂提出的一种强制式混凝土搅拌机叶片（发明专利申请公布号CN102990780A），公开了一种氧化铬/氧化铝/氧化钛/氧化硅复合梯度耐磨涂层，涂层的制备方法为等离子喷涂技术。该技术方案所采用的添加相不能与氧化铬基材形成良好的冶金结合，颗粒间结合界面强度低，从而导致涂层在服役过程中容易出现颗粒剥落现象。

以上案例仅仅通过向氧化铬基材中添加增强颗粒提高涂层的摩擦学性能，制备涂层的微观结构达不到本专利的致密度，故对涂层耐磨性能的提升幅度有限。

发明内容

本发明的目的是克服传统的数控冲床浮动夹钳利用燕尾槽结构会造成板料在夹持过程中局部变形等问题，提供一种数控冲床浮动夹钳表面耐磨涂层的制备方法。本发明涂层性能的提高除了与增强相的弥散强化有关之外，主要是由于所添加的球形玻璃粉具有独特的“球形”结构，使其流动性更好，堆积形成的休止角更小，有利于混料更加均匀，基料与填料可以充分密实，极大改善制备涂层的致密度，有效克服纯氧化铬涂层在使用过程中存在的问题，显著提高了复合涂层的摩擦学性能。