一种矿石料斗用耐磨涂层板及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种耐磨涂层，特别涉及一种矿石料斗用耐磨涂层板及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 磨损是导致材料破坏、失效的形式之一。尤其是接触岩石、矿料等受磨擦、撞击、冲 刷的结构，磨损造成了巨大的损失。据不完全统计约80%的零件失效是由磨损引起的，约三 分之一的能源消耗于摩擦磨损，而磨料磨损相应占到材料磨损的50%。在磨料磨损中，低应 力冲蚀磨损又占到一定比例。因此，工程机械上高强度耐磨材料的合理选用是非常重要的。 而采用制备方法简单、低成本、效果好的耐磨损材料尤显重要。
[0003] 为了满足工作环境对材料的特殊需求，特别是对于机械工程领域中的运动零部 件，赋予其表层优越的耐磨性能，而内层又具备良好的韧性，既满足表面使用性能又可延长 其使用寿命，是人们长期追求的目标。采取表面强化及表面改性措施，不仅可以节约大量的 原材料，而且可以赋予工件表面层以各种特殊的、作为整体材料难以得到的组织结构与性 能，从而取得最优异的耐磨性能和巨大的经济效益。近年来，钢铁材料的表面强化技术发展 很快，针对不同需要，可以选择不同的表面强化技术来提高零件在各种类型磨损条件下的 耐磨性，以价格较低廉的基板材料制作工件，取代昂贵的合金钢。
[0004] 复合耐磨涂层是指将具有耐磨性的陶瓷颗粒加入到高分子材料中并涂敷在零件 表面所形成的一种新型防护材料。在一些冲蚀磨损条件下，以环氧树脂为基体的耐磨胶粘 涂层材料，因为具有良好的机械强度和硬度以及较好的抗热震性和抗化学腐蚀性而得到了 一定程度的应用。复合耐磨涂层是由胶黏剂、固化剂、硬质颗粒以及辅助材料组成。
[0005] 与传统的耐磨材料(金属）相比，复合耐磨涂层具能有机地把金属材料的强韧性、 可加工性、导电导热性等和陶瓷材料的耐高温、高耐磨、高耐蚀等特点结合起来，发挥两类 材料的综合优势，同时满足机械产品对结构性能(强度、韧性等）和环境性能(耐磨、耐蚀、耐 高温等）的需要，获得理想的复合材料结构；可用于制备耐磨涂层的材料品种多、涂层功能 广；能够在多种基体材质上制备陶瓷涂层；物耗少，附加值高，经济效益突出；调整涂层成 分比较容易、耐磨涂层厚度可控；耐磨涂层的可加工性好、成型容易；容易与原有金属加工 的工装条件结合，利于企业的技术改造。
[0006] 高分子材料凭借独特的分子结构特征，在摩擦学性能方面具有一定的优势，如具 有自润滑性、可防止爬行现象、可以减震吸音等，因此高分子材料一出现就被广泛用于摩擦 件材料并表现出优异的性能。但是，一般的耐腐蚀涂料如过氯乙烯树脂防腐涂料、氯醚树 脂涂料等由于所形成的涂层没有足够的机械强度与耐磨性，在受到长时间冲击与机械作用 后，会很快磨损，乃至剥落而失去对基材的保护作用，因而只能应用于静态工件上。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的是为了解决上述的现有的矿石料斗容易磨损、抗冲蚀性能差、韧性 低等问题而提供了一种矿石料斗用耐磨涂层板及其制备方法，该矿石料斗用耐磨涂层板解 决了现有技术中的矿石料斗容易磨损的技术问题。
[0008] 本发明的技术原理 利用陶瓷粒子改性环氧树脂可以控制材料热膨胀与收缩，降低成本，更重要的是可以 提高环氧树脂的韧性和耐磨性。在强韧性良好的高分子基体表面上制备添加陶瓷硬质颗粒 的耐磨涂层，可以把高分子材料的高韧性等优点与陶瓷涂层的耐磨、耐热、耐蚀性能有机结 合起来，发挥两种材料的综合优势，不仅使环氧树脂的表层具有很好的耐磨性能，还能提高 环氧树脂内层的韧性，从而提高粘结强度，形成理想的复合耐磨涂层材料。
[0009] 本发明的技术方案 一种矿石料斗用耐磨涂层板，具体通过包括如下步骤的方法制备而成： (1) 、将基板表面用刚玉砂纸进行打磨，去除表面污物、氧化物、锈斑、灰尘，再用刀片将 基板的表面划花，即得经预处理的基板； 所述的基板材质为普通碳素结构钢，如Q235钢板； (2) 、将140-200目的筛子和研钵分别清洗干净，然后放在干燥箱中干燥至水分全部蒸 发； (3) 、称取硬质粒子粉体，将硬质粒子粉体放在干燥箱中烘干，待其干燥完全后用步骤 (2)中处理过的研钵进行研磨，然后过140-200目的筛子，得到硬质粒子粉体的细粉； 所述的硬质粒子粉体为a-氧化铝粉体、氧化锆粉体、氧化硅粉体中的一种或两种以 上的混合； (4) 、将步骤（3)中得到的硬质粒子粉体的细粉加入到环氧树脂中，搅拌、直至混合均 匀； 然后加入固化剂，并继续搅拌直至混合均匀后静置，以排除气泡，得到耐磨涂层液； 所述的环氧树脂选自双酚A型环氧树脂，所述双酚A型环氧树脂的中环氧值为 0. 25-0. 55 ； 所述硬质粒子粉体的细粉的加入量，按质量比计算，即环氧树脂：硬质粒子粉体的细粉 为 10:3 ; 所述固化剂的加入量，按质量比计算，即环氧树脂：固化剂为1-3:1，所述的固化剂为 环氧胺类固化剂中的任意一种； (5) 、采用刮涂法将步骤（4)得到的耐磨涂层液均匀地涂敷在步骤（1)中经预处理的基 板上，涂覆厚度为1. 5-2. 5_，然后在室温下固化成型，即得矿石料斗用耐磨涂层板。
[0010] 上述所得的一种矿石料斗用耐磨涂层板，由于采用的是产量大、价格低、用途广的 环氧树脂，并且加入不同种类的氧化物陶瓷颗粒，经过环氧树脂的固化粘接技术制备成复 合耐磨涂层，该种制备方法的成本低、粘接性好、耐磨效果好，因此可以代替高锰钢、高铬铸 铁等耐磨板材用于矿山料斗中。
[0011] 本发明的有益效果 本发明的一种矿石料斗用耐磨涂层板，由于采用了高分子材料环氧树脂和氧化物陶 瓷颗粒作为添加物并且均匀分散在树脂中，最终形成陶瓷颗粒分布均匀的混合溶液，然后 加入固化剂，运用刮涂工艺涂覆在基板上，经固化最终形成高分子材料和陶瓷材料复合的 耐磨涂层，该制备方法将环氧树脂的价格低、产量大、韧性好、粘接性能强和陶瓷材料的硬 度大、高耐磨性结合在一起，降低了耐磨涂层的生产成本，简化了制备工艺，其技术进步是 显著的。本发明采用产量大、价格低、用途广的环氧树脂为原料，通过添加不同种类的氧化 物陶瓷颗粒，制备出性能优异的复合耐磨涂层。
[0012] 本发明的工艺操作简单、安全可靠、原料易得且价廉、常温下即可完成，设备要求 简单，成本低。可以代替高锰钢、高铬铸铁等耐磨板材。
【附图说明】
[0013] 图1、实施例1的矿石料斗用耐磨涂层板表面的金相显微镜图。
【具体实施方式】
[0014]下面通过具体实施例并结合附图对本发明进一步阐述，但并不限制本发明。
[0015]本发明各实施例中所使用的设备型号及生产厂家信息如下： 标准筛，180目，东风筛网厂； 万能材料试验机，Z100,德国Zwick/ROELL公司； 数码一体化金相显微镜，MDJ-DV320,苏州盛世电子设备有限公司； 电子天平，AL204,梅特勒托利多仪器有限公司； 喷砂机，TS6050A，常州泰盛涂装设备有限公司； 显微硬度计，HXS-1000A，上海尚北显微镜有限公司； 本发明各实施例中所用的环氧树脂，型号为61