[发明专利]一种激光淬火吸光涂料及其制备方法

说明书

本发明涉及激光表面改性技术领域，具体为一种激光淬火吸光涂料及其制备方法，所述激光淬火吸光涂料由溶剂和骨料混合制备而成；所述溶剂包括以下质量分数组分：粘结剂5‑12份；防沉剂0.2‑0.8份；增稠剂0.02‑0.60份；润湿剂0.10‑1.60份；流平助剂0.1‑3.0份；稀释剂4.0‑16.0份；分散剂0.02‑0.60份；无水酒精10‑60份；蒸馏水40‑100份。本发明所述涂料可以提高金属材料对激光的吸收率，避免工件的局部灼伤，保证工件加工质量，提高工件的硬度。

技术领域

本发明涉及激光表面改性技术领域，具体为一种激光淬火吸光涂料及其制备方法。

背景技术

激光淬火是一种有效的表面改性技术，其快速加热快速冷却的特点传统热处理技术无法比拟，因此在很多领域广泛应用。受限于金属材料对激光高达20％～40％反射率的影响，激光能量得不到充分利用，反射的能量对现场操作人员身体健康造成危害。因此，在表面激光淬火过程中，如何提高金属材料激光辐照能量吸收率，进而充分利用激光能量，降低生产成本，提高生产效率，显得尤为重要。近年来，金属表面预置吸光材料提高激光吸收率作为一种有效方法得到广泛关注，国内外常采用表面磷化、涂刷黑色涂料(炭黑、石墨等)的方法提升材料表面激光吸收率。通过在金属材料表面进行上述处理，实现外电子层自由电子数减少，增大金属表面对激光的吸收，虽具备一定的提升效果，但是问题突出。磷化处理过程中易出现微裂纹，处理后表面粗糙度增加，且使用过的磷酸锰溶液倾倒后对环境污染严重；黑色涂料虽然发挥效果，但对生产车间污染严重，产品性能并不稳定。可见，技术含量低、工艺过程复杂，对金属材料表面易损伤、后期处理时间成本大、环境不友好等问题严重制约着上述技术方案，开发出一种吸收率高且避开上述问题的吸光涂料至关重要。

截至目前，国内外技术尚未成熟，缺乏相关理论研究支撑，且现有涂料价格极其昂贵，难以满足生产需要。可见，研发一种吸光率高、制备工艺简单、价格低廉、绿色环保且无需后续处理的新型激光淬火吸光涂料，对推动激光淬火表面改性处理行业发展具有重要的现实意义和经济价值。

发明内容

本发明公开了一种基于提高激光淬火效率的激光吸光涂料及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的现有吸光涂料价格昂贵，制备工艺复杂，且会造成环境污染，后续处理困难的问题。

为实现上述目的本发明所采用的技术方案是：

一种激光淬火吸光涂料，所述激光淬火吸光涂料由溶剂和骨料混合制备而成；所述溶剂包括以下质量分数组分：粘结剂5-12份；防沉剂0.2-0.8份；增稠剂0.02-0.60份；润湿剂0.10-1.60份；流平助剂0.1-3.0份；稀释剂4.0-16.0份；分散剂0.02-0.60份；无水酒精10-60份；蒸馏水40-100份。

进一步的，所述骨料按重量或体积为所述溶剂含量的4％-20％。

进一步的，所述骨料包括纳米氧化硅和纳米氧化铝。

进一步的，所述纳米氧化硅和纳米氧化铝材料为纳米级粉末。

进一步的，所述纳米氧化硅和纳米氧化铝按照重量或体积以如下比例组成：纳米氧化铝25％-75％，纳米氧化硅25％-75％。

进一步的，所述粘结剂为虫胶。

进一步的，所述润湿剂为大豆卵磷脂。

进一步的，所述骨料包括二氧化硅和铝系金属氧化物，粒径尺寸为10-100nm。

进一步的，所述无水酒精的浓度为97-98％。

进一步的，所述骨料可以为其他类型金属氧化物；

进一步的，所述稀释剂的密度为0.7～1.5g/cm³。

一种激光淬火吸光涂料制备方法，包括以下步骤：