[发明专利]紫砂陶瓷合金材料

说明书

技术领域

本发明涉及一种陶瓷合金材料，特别是一种紫砂陶瓷合金材料。

背景技术

铝合金是一种较年轻的金属材料，第二次世界大战期间，铝材主要用于制造军用飞机。战后，由于军事工业对铝材的需求量骤减，铝工业界便着手开发民用铝合金，使其应用范围由航空工业扩展到建筑业、容器制造业、交通运输业、电力电子工业、机械制造业和石油化工等国民经济各部门，应用到人们的日常生活中。现在铝材用量之多，范围之广，仅次于钢铁，成为第二大金属材料。铝材应用的迅速发展是世界铝工业不断开发新的铝合金材料的结果。

微弧氧化技术(又称等离子体氧化、表面陶瓷化等)以其特有的技术优势，能有效地将铝材与陶瓷的性能优势有机地结合起来，极大地扩展了铝材的应用范围，越来越受到各个行业部门的重视。随着关注和研究队伍的扩大，微弧氧化技术的应用研究发展越来越快，目前在部分领域已经开始进入了实际应用。但由于现行的微弧氧化膜层都具有疏松、致密性和硬度差等缺点，应用过程中还不可避免地会有一些局限性。

因此，对于一些对合金材料表面性能(表面硬度、耐磨损、耐腐蚀等)要求较高的领域来说，迫切需要一种新的材料替代传统合金，它需要有相对较良好的表面性能，又保持有原有合金的所有优点(良好的热传导性、质轻等)。

发明内容

本发明的目的在于提供一种紫砂陶瓷合金材料。

本发明的紫砂陶瓷合金材料，其特征是，该材料包括合金层和紫砂陶瓷层，在合金层的一个表面或者两个表面上形成所述紫砂陶瓷层；所述的合金层为铝合金层，其厚度不限，根据实际应用设定。

紫砂陶瓷层为不粘性紫砂陶瓷涂料涂覆在合金层表面后烧结而成，厚度15～20μm。

下面给出紫砂陶瓷合金材料的制备过程：

1)素材处理：a)对合金钣材清洗去油去尘；b)喷砂处理：对该合金钣材一个表面或两个表面进行喷砂处理，提高表面的粗糙度；c)碱液脱脂后水洗后利用压缩空气去除残砂；

2)陶瓷晶体层形成：净化后，利用微弧氧化技术，在合金钣材喷砂面做初步微弧氧化，形成Al₂O₃陶瓷晶体层；

3)紫砂陶瓷涂层的形成：

涂覆工序：表面清洁后，在温度60-80℃下进行预热，然后采用喷涂或旋涂在合金钣材表面上涂覆不粘性紫砂陶瓷涂料；涂布量视步骤2)陶瓷晶体层厚度而定，控制两者总合为15～20μm；

烧结工序：在温度200-240℃条件下进行烧结处理10-15分钟，使紫砂陶瓷层与陶瓷晶体层、陶瓷晶体层与合金层充分熔结在一起；

素材处理中喷砂步骤砂目为60-80目。

在步骤3)紫砂陶瓷涂层的形成中，所述的不粘性紫砂陶瓷涂料为：以重量百分比计，包括：聚硅氧烷0％～3.1％；三氧化二铝0％～5.1％；氧化锌0％～2.1％；二氧化硅11.4％～23.1％；烷基纤维素0.7％～4.6％；颜料12.4％～27.6％；水21.9％～37.8％；以及醇12.1％～25.6％；

其中，所述烷基纤维素为C1-4的烷基纤维素中一种或多种的混合物。

所述醇为甲醇、乙醇或其混合物。

所述的颜料主要为无机常规颜料，例如三氧化二铁、三氧化二铝、氧化锌、二氧化钛、二氧化锆或氧化镁。

该涂料可通过如下步骤制备：

1)配制A液：按A液重量百分比计，将聚硅氧烷0％～4.3％、二氧化硅0％～4.3％、三氧化二铝0％～7.1％、氧化锌0％～2.9％、水32.9％～52.9％、醇1％～7.9％、烷基纤维素1％～6.4％和颜料18.6％～38.6％充分混合，进行搅拌直至沉淀物完全消失，得到A液；(通常搅拌时间为1小时以上)

2)配制B液：按B液重量百分比计，将二氧化硅40％～60％和醇40％～60％充分混合，进行搅拌直至沉淀物完全消失，得到B液；(通常搅拌时间为1小时以上)

3)把上述制得的A液和B液按重量比2～2.5∶1的比例混合，并置于旋转机上进行滚动混合，得到不粘性紫砂陶瓷涂料。

这样制得的不粘性紫砂陶瓷涂料中的固体物质粒度通常为纳米级尺寸；固含量优选为48wt％～56wt％；25℃下的粘度优选为7～11cps。

本发明陶瓷合金相比较普通合金，表面硬度大耐磨损，耐高温，且不易脱落。可应用于家电、高耐热产品外包装嵌板或炊具主体材料上。

附图说明

图1为本发明紫砂陶瓷合金材料结构剖面图

具体实施方式

通过下述实施例将有助于本发明的理解，但本发明不局限于此。