[发明专利]一种超硬材料工具的表面锌铬化处理方法及该方法中使用的锌铬包覆涂料

说明书

技术领域

本发明涉及金属表面处理技术领域，具体涉及一种超硬材料工具的表面锌铬化处理方法及该方法中使用的锌铬包覆涂料。

背景技术

超硬材料工具是指以金刚石或立方氮化硼单晶等为原料制取的磨料、聚晶及与其它材料结合而成的复合材料及制品。目前市场上主流的超硬材料工具主要包括：磨具、刀具、钻具、锯切工具、拉拔工具、修整工具、其它硬质合金模具量具刃具等。制备超硬材料工具的传统工艺方法有金属结合、树脂结合、烧结结合、陶瓷结合、电镀电泳电铸、热压成型、气相沉积、焊接等。其中，金属结合、热压、气相沉积以及焊接工艺，对设备的要求比较高；烧结、陶瓷结合则对原料要求较严格，通常较昂贵；树脂结合、电化学结合虽克服了成本问题而得到广泛应用，但是其工艺能耗较高，稳定性以及磨料与基体结合力较差。因此超硬材料工具行业急需一种工艺路线简单、造价低廉、质量稳定且适宜推广应用的涂覆技术。

要解决传统超硬材料制备方法的弊端需从以下几个方面入手，(1)成本：要在低端设备的基础上进行，尽量避免高温，高压制备的技术路线；(2)涂覆层的形成性质：物理键结合的包覆层存在天然的塑造困难和结合力缺陷，化学键结合的包覆层结合紧密，微观应力抓牢效果好，特别是金属间化合物具有高熵高稳定性的优点；(3)包镶要均匀并且节省磨料：众所周知，超硬工具的核心部分是镶嵌料，最昂贵的也是镶嵌料，解决热压、震动成型等耗费镶嵌料的缺点刻不容缓，因此镶嵌料必须是尽量均匀分散在涂覆层；(4)操作简单：避免技术复杂的工艺，最好采用直接的喷涂刷涂方法，不用或尽量少的维护涂覆液，管理方便的工艺；(5)周期时间短：涂覆层能快速成胶，固化；(6)涂覆层无氢脆：尽量避免酸洗除油过程、电化学过程、紧固处理等的析氢反应。(7)与基体相容性好：针对不同材质，不同形状、尺寸的基体都能顺利涂覆。

涂覆工艺(如喷涂、刷涂等)具有工艺简单、周期短且与基体相容性好的特点，同时涵盖美国军方七十年代首创的锌-铬酸盐复合涂层技术精髓，即达克罗(DACROTIZED)工艺，具有热稳定性高、耐腐性好、结合力强、可同基体共同性变、不起波、不剥落及不裂纹等优点。但至今还未见有锌铬膜达克罗类似技术专门用于制备超硬材料工具的包覆的报道和研究。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种超硬材料工具的表面锌铬化处理方法及该方法中使用的锌铬包覆涂料。采用本发明所述的锌铬包覆涂料对工件进行表面处理得到的锌铬包覆涂层无氢脆，固化速度快，包镶均匀，耐腐蚀性优良，且与超硬材料工具的结合力好。

本发明所述的超硬材料工具的表面锌铬化处理方法，包括对工件进行表面锌铬化处理，所述的对工件进行表面锌铬化处理是将含有超硬磨料的锌铬包覆涂料涂覆于工件的工作区表面，晾干后置于300～400℃条件下保温60min以上的时间，取出，冷却，工件表面即形成有一层锌铬包覆涂层；其中，所述的含有超硬磨料的锌铬包覆涂料由下述重量百分比的原料制成：

金属粉40～50％、无机物粉4～6％、固化树脂18～24％、骨料0.5～2％、超硬磨料3～5％和余量的有机溶剂；其中：

金属粉为锌粉，或者是锌粉与铝粉的组合；

无机物粉为三氧化铬和／或三氧化二铬。

上述技术方案中，在对工件进行表面锌铬化处理前需要先将工件进行基体抛光、喷砂除锈、脱脂除油等常规前处理，这些前处理均可按现有常规方法进行，具体可以是采用机械振磨对金属基体进行常规磨光，采用常规干法喷砂除锈，采用超声波清洗机并加入金属去污粉进行脱脂除油。所述的工件一般为金属、合金件、棉布或人造纤维等，通常可以是45#钢，或者是以钢基、不锈钢基、钛基、铜基等制成的产品。