[发明专利]一种轻质合金表面硬质不沾涂层的制备方法及喷涂装置

说明书

一种轻质合金表面硬质不沾涂层制备方法及其喷涂装置，步骤：预处理，确定器具材质牌号和待处理区域，对待处理区以外区域进行封装保护；多孔硬质基底层制备；超声雾化喷涂封孔，采用易挥发溶剂对基底层进行润湿处理，通过超声雾化喷涂含改性聚四氟乙烯的封孔剂进行封孔；烧结固化，通过负压低温预烧结和高温烧结固化制备不沾涂层。与现有技术相比，本发明的多功能喷涂装置结构合理，能有效防止封孔剂颗粒向作业环境扩散，利于环保；本发明的制备方法艺科学合理，可大大提升硬质不沾涂层在轻质合金表面的附着力，提高硬质不粘涂层的使用寿命。

技术领域

本发明属于表面处理领域，涉及一种轻质合金表面硬质不沾涂层的制备方法及其多功能超声雾化喷涂装置。

背景技术

随着材料科学的发展和居民生活品质的提升，市场对高端、智能炊具更新换代的需求日趋迫切。疏水疏油不沾涂层具有耐蚀、自清洁等特性，是理想的炊具涂层材料，尤其是对于以锅、碗、瓢、盆、铲等为主的与油烟直接接触的炊具，会直接影响人们的使用体验。

目前国内外对不沾技术研究较多，通过修饰低表面能物质或构建粗糙结构可实现超疏不沾特性，但实际应用范围较小。以不粘锅为例，通常是采用喷涂含聚四氟乙烯或陶瓷涂料获得不沾特性。这类通过喷涂形成的涂层结合强度和硬度不高，使用过程中，通常会因与基材物化性能差异较大或使用不当而出现剥落和划伤。此外，涂层所处的局部高低温、腐蚀、油烟等环境也极易造成涂层老化，失去自清洁性而沾染污物或腐蚀，增加清洗维护成本，严重影响器具的使用体验。

经查，现有专利申请号为201710166632.9(公开号为CN107115005A)中国发明专利申请《一种微弧氧化不粘锅及其制备方法》，所述的微弧氧化不粘锅包括：锅体基材层，微弧氧化膜层，微弧氧化膜层中设置有固体润滑颗粒。通过在微弧氧化膜层中设置固体润滑颗粒实现自润滑复合膜层的制备。还有，专利申请号为201910632467.0(公开号为CN110448183A)中国发明专利《一种基于微弧氧化的不粘锅渗透工艺》，其包括以下步骤：选用基材；拉伸成型；微弧氧化；渗透填充，通过在微弧氧化膜层中设置固体润滑颗粒获得自润滑复合膜层。

上述不沾涂层的制备方法存在以下不足：①由于微弧氧化反应的复杂性，直接添加润滑颗粒的电解液成膜特性差，电解液废液成分复杂化，处理难度提升，不符合环保的要求；②硬度高的微弧氧化膜表面微孔只有微米级别，甚至更小，常规喷涂、涂敷方法难以使润滑剂进入到膜层的微孔中，如最常见的带涂层的不粘锅和电饭煲内胆，硬质基底层只起到增加涂层附着力的作用，致使该类不沾涂层表面硬度低、长期使用易剥落。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题是提供一种附着力高、使用寿命长的轻质合金表面硬质不沾涂层的制备方法，有效提升硬质层表面孔隙率和均一度的同时，确保硬质层具有较高的硬度和优异的耐磨性。

本发明所要解决的第二个技术问题是提供一种轻质合金表面硬质不沾涂层的制备的多功能超声雾化喷涂装置。

本发明解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为：一种轻质合金表面硬质不沾涂层的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

1)确定并记录器具材料的牌号，对器具待处理区域进行标记；

2)对待处理区域进行清洁预处理：打磨、抛光、清洗；

3)对待处理区域以外的区域进行封装保护；

4)根据器具材料牌号配置相应的微弧氧化电解液，氧化处理制备硬质多孔基底层；

5)对多孔硬质基底层进行润湿预处理；

6)超声雾化喷涂封孔：采用多功能超声雾化喷涂装置进行喷涂，根据封孔剂喷涂速度匹配加热温度进行封孔处理；

7)烧结固化：待器具充分冷却后，依次对器具进行负压低温预烧结和高温烧结固化。