[发明专利]一种纳米喷涂施工工艺

说明书

本发明属于喷涂加工领域，特别涉及一种纳米喷涂施工工艺。首先通过纳米级加工将喷涂所用涂料喷剂制成纳米级颗粒并溶于有机溶剂中，使用纳米级喷枪喷涂，其特征在于：在喷枪周边均匀设置数个喷嘴，将所述纳米材料通过高压泵打入雾化室，通过雾化喷嘴喷出，直接喷射至作业面，一次成型致密型纳米涂层。喷涂物颗粒应该小于5纳米，喷涂泵压力小于等于4.5P，喷枪距离标的物表面20cm，连续喷涂喷涂。纳米喷涂施工工艺节省原材料，大幅降低施工成本；喷涂原材料会在喷涂作业中，将纳米级别的喷涂物渗入标的物表面，形成纳米渗透层，使得喷涂材料保持在标的物中更持久。

技术领域

本发明属于喷涂加工领域，特别涉及一种纳米喷涂施工工艺。

背景技术

喷涂工艺首先应该保证所获得的涂层质量合乎设计要求，而决定涂层质量的基本因素是喷涂材料的加热温度、粒子飞行和撞击基体的速度以及整个操作过程中喷涂材料和基体的氧化程度。此外，还应该考虑到涂层后加工因素。从这些要求出发，在选择热喷涂工艺时应全面顾及其可靠性、适用性和经济性原则，同时考虑到对涂层性能特殊要求以及生产量和现场设备条件等情况。

根据全面顾及喷涂工艺的可靠性、适用性和经济性的原则。通常界定l～100nm范围的细微尺度为纳米体系纳米材料的晶粒尺寸至少在一维方向上小于100nm，并且具有截然不同于普通块体材料的电、光、热、声、磁、化学或力学等性能。纳米材料颠覆了人们原有的许多认识，为克服材料科学领域中许多长期未能解决的问题开辟了新的途径。

纳米材料的表面效应是指随着粒子直径的减小，比表面积显著增加，材料表面原子数与总原子数之比急剧增大，从而引起性质上的变化。由于表面原子数增多，材料具有很高的表面能，使得表面原子很容易与其他原子相互结合生成其他物质，因此纳米材料具有很高的化学活性。

由于颗粒尺寸变小所引起的材料宏观物理性质的变化称为小尺寸效应。纳米材料颗粒尺寸小，比表面积大，在磁性、热阻、电学性质、光学性质和化学活性等方面均不同于宏观块体材料，呈现出一系列奇特的性能。例如，金属纳米颗粒对光的吸收显著增加，并且吸收蜂的等离子共振频率偏移，出现磁有序态向磁无序态转变，超导向正常相的转变的现象。

纳米材料在涂层中的应用可以分为两种方式：一种是将纳米材料在传统涂层材料中分散，形成纳米复合喷涂喂料，再喷涂到基体生成纳米复合涂层，通过添加纳米颗粒对传统涂层材料进行改性；另一种是直接由纳米颗粒组成的纳米涂层材料，纳米材料直接参与工件的制备。

现有技术喷涂物都是100-200纳米以上的颗粒；喷枪也是雾状的，所以现有的技术都是雾状喷涂，缺点是：浪费原材料、留存时间很短(喷涂物与标的物只是两层皮，从而在标的物表面无法形成渗透层)。

发明内容

本发明提供一种纳米喷涂施工工艺，以解决上述背景技术中提出了现有技术存在的问题。

纳米材料富含大量的晶界以及因小尺寸效应而形成的异常相，可以改善涂层的涂层与基体的结合强度、显微硬度、断裂韧性、抗热疲劳以及耐摩擦磨损等性能，并且使涂层具有多种功能。喷涂电压、喷涂距离、粉末粒度三个因素在一定程度上决定了涂层的质量。

如果喷涂电压过大，会导致喷涂粉末过烧，可能导致涂层的成分和物相结构发生变化，甚至烧损喷嘴和电极；如果喷涂电压过低，则会导致喷涂粉末喂料熔化不充分，从而影响到熔滴粒子撞击基体时的扁平化，造成涂层与基体以及层与层之间的结合不牢固，而且涂层的硬度和沉积效率也会降低。

喷涂距离会影响到喷涂粉末的熔滴与基体撞击时的速度和温度，如果喷涂距离过大，熔滴的速度和温度下降，不利于熔滴的扁平化以及与基体之间的结合，如果喷涂距离过小，基体受热严重，会造成氧化现象。喷涂角度尽量选用90度，如果偏离过大，会导致涂层结构孔隙很大，涂层会变得疏松，这主要是由于“阴影效应”造成的。