一种以金刚石涂层为主体的耐磨结构的制作方法

本实用新型涉及到耐磨涂层领域，具体的说是一种以金刚石涂层为主体的耐磨结构。
背景技术：
：摩擦磨损是导致工程设备中关键零部件失效和能源损耗的主要原因之一。利用表面工程技术，使零部件表面形成耐磨耐蚀保护涂层，可以大幅提高工件使用寿命、延长服役期限、降低生产成本和减少能源消耗。金刚石作为超硬磨料，本身具有极高的硬度、较好的导热率和良好的耐磨性。金属结合剂金刚石磨具因具有结合强度高、成型性好、使用寿命长，能满足高速磨削和超精密磨削技术的要求等特征，已成为各种高密度、高硬度和硬脆材料的重要加工工具。钎涂金刚石耐磨涂层技术是借助钎焊的原理，利用液态钎料合金在基体金属、金刚石表面的润湿和铺展，在基体表面形成一种具有特殊性能涂层的材料表面加工技术。在钎涂过程中，液态钎料合金比例较高时，容易在工件表面发生流淌，同时降低涂层的耐磨性；金刚石比例较高时，涂层耐磨性较好，但因金刚石、工件、钎料合金的线膨胀系数差异，钎涂层容易发生开裂。尤其是在大面积钎涂过程中，涂层发生流淌或产生裂纹的现象更为明显。技术实现要素：本实用新型的目的是提供一种以金刚石涂层为主体的耐磨结构，该耐磨结构是借助钎涂金刚石耐磨涂层技术，将金刚石涂层与金属网以特殊的结合方式附着在耐磨基层上，从而形成耐磨结构，不仅提高了耐磨性，同时，也能够防止金刚石涂层在钎涂中的开裂。本实用新型为实现上述技术目的所采用的技术方案为：一种以金刚石涂层为主体的耐磨结构，包括耐磨基层，在所述耐磨基层的表面设置有耐磨结构，该耐磨结构包括设置在耐磨基层表面的金属网和设置在金属网的网孔内并与耐磨基层表面接触的金刚石涂层。本实用新型的一种优选实施方案为，所述金属网凸出耐磨基层表面的高度为0.5-3mm。本实用新型的另一种优选实施方案为，所述金属网的材质由冲击韧性值在20焦耳以上的金属材料制成，以使其在金刚石涂层冷却过程中，起到缓释应力的作用。本实用新型的另一种优选实施方案为，所述金属网的材质为铁、铁合金、镍、镍合金或铜合金。本实用新型的另一种优选实施方案为，构成所述金属网的筋条，其断面为矩形或圆形，所述金属网的网孔形状为三角形、椭圆形、圆形或多边形。本实用新型的另一种优选实施方案为，所述耐磨基层的材质为钢板或硬质合金。本实用新型的另一种优选实施方案为，所述金刚石涂层的高度与金属网凸出耐磨基层表面的高度平齐，以在耐磨基层表面形成由金属网的筋条为隔断的平面隔断式金刚石涂层耐磨结构。本实用新型的另一种优选实施方案为，所述金刚石涂层的高度高于金属网凸出耐磨基层表面的高度，并将金属网包覆在其中，从而在耐磨基层表面形成上部金刚石涂层和底部金属网隔断式金刚石涂层的耐磨结构。本实用新型的另一种优选实施方案为，所述金刚石涂层的高度略高于金属网凸出耐磨基层表面的高度，以在金刚石涂层冷却后，形成以金属网的筋条为隔断的凸点式金刚石涂层耐磨结构。本实用新型的另一种优选实施方案为，所述金属网的不同网孔内金刚石涂层的成分不同，以形成不同耐磨硬度的梯度式耐磨结构。本实用新型中，所述金刚石涂层是指金刚石钎涂层。与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：1）本实用新型通过在耐磨基层上设置金属网，并且在金属网的网孔内设置金刚石涂层，从而形成了以金属网和金刚石涂层为主体的耐磨结构，不仅提高了耐磨性，同时，也能够防止金刚石涂层在钎涂中的开裂；2）本实用新型的金属网处于耐磨基层表面，形成网状隔断，这样在钎涂过程中能够避免金刚石钎料合金漫流，提高了金刚石涂层成分的均匀性；3）本实用新型的金属网具有韧性，能够起到缓释应力的作用，避免涂层冷却过程中因金刚石、耐磨基层、钎料合金膨胀系数差异造成的涂层开裂现象，提高涂层的耐磨性能；4）本实用新型的金刚石涂层被金属网的网孔所隔断，在不同网孔内的金刚石涂层可以是同种成分，也可以是不同种成分，从而不同耐磨硬度的梯度涂层。附图说明图1为本实用新型的断面结构示意图；图2为本实用新型的俯视结构示意图；附图标记：1、耐磨基层，2、金刚石涂层，3、金属网。具体实施方式下面结合具体实施例对本实用新型的技术方案做进一步的阐述和说明。本实用新型中，金刚石涂层2为现有的金刚石钎涂层。实施例1如图1和2所示，一种以金刚石涂层为主体的耐磨结构，包括耐磨基层1，在所述耐磨基层1的表面设置有耐磨结构，该耐磨结构包括设置在耐磨基层1表面的金属网3和设置在金属网3的网孔内并与耐磨基层1表面接触的金刚石涂层2。以上为本实用新型的基本实施方式，可在以上基础上做进一步的改进、优化和限定，从而得到以下各实施例：实施例2本实施例是在实施例1的基础上所做的一种限定方案，其基本结构与实施例1相同，限定之处在于：所述金属网3凸出耐磨基层1表面的高度优选为0.5-3mm。实施例3本实施例是在实施例1的基础上所做的一种优选方案，其基本结构与实施例1相同，优化之处在于：所述金属网3的材质由冲击韧性值在20焦耳以上的金属材料制成，以使其在金刚石涂层2冷却过程中，起到缓释应力的作用。实施例4本实施例是在实施例3的基础上所做的一种限定方案，其基本结构与实施例3相同，限定之处在于：所述金属网3的材质为铁、铁合金、镍、镍合金或铜合金。当然，本实施例也可以是在实施例1或2基础上进行的限定。实施例5本实施例是在实施例1的基础上所做的一种优化方案，其基本结构与实施例1相同，限定之处在于：构成所述金属网3的筋条，其断面优选为矩形或圆形，当然其它形状也可以，所述金属网3的网孔形状为三角形、椭圆形、圆形或多边形。实施例6本实施例是在实施例1的基础上所做的一种限定方案，其基本结构与实施例1相同，限定之处在于：所述耐磨基层1的材质优选为钢板或硬质合金。实施例7本实施例是在实施例1的基础上所做的一种优选方案，其基本结构与实施例1相同，优化之处在于：所述金刚石涂层2的高度与金属网3凸出耐磨基层1表面的高度平齐，以在耐磨基层1表面形成由金属网3的筋条为隔断的平面隔断式金刚石涂层2耐磨结构。实施例8本实施例是在实施例1的基础上所做的另一种优化方案，其基本结构与实施例1相同，优化之处在于：所述金刚石涂层2的高度高于金属网3凸出耐磨基层1表面的高度，并将金属网3包覆在其中，从而在耐磨基层1表面形成上部金刚石涂层2和底部金属网3隔断式金刚石涂层2的耐磨结构。实施例9本实施例是在实施例1的基础上所做的另一种优化方案，其基本结构与实施例1相同，优化之处在于：所述金刚石涂层2的高度略高于金属网3凸出耐磨基层1表面的高度，以在金刚石涂层2冷却后，形成以金属网3的筋条为隔断的凸点式金刚石涂层2耐磨结构。实施例10本实施例是在实施例1的基础上所做的另一种优化方案，其基本结构与实施例1相同，优化之处在于：所述金属网3的不同网孔内金刚石涂层2的成分不同，以形成不同耐磨硬度的梯度式耐磨结构。本实施例中，所述的耐磨基层优选为钢板，而且本实用新型适合于制作大面积的耐磨钢板，其具体操作步骤如下：1）钢板预处理：对钢板表面进行打磨、碱洗、酸洗等，以除去钢板表面的铁锈、油污、氧化皮等。2）金刚石钎涂材料制备：将粘结剂放入溶剂中，不断搅拌形成一定浓度的胶体溶液；再加入镍基钎料（或铜基钎料、镍基钎料等）粉末，将混合浆料放入球磨机中球磨形成含镍基钎料粉末的悬浮液；再加入金刚石颗粒，不断搅拌至金刚石颗粒均匀悬浮在浆料中，得到该金刚石钎涂材料。3）金刚石钎涂材料涂覆：首先将经过预处理的钢板置于电加热板上，加热温度为100-150℃；其次将金属网平铺于经过预处理的钢板上，金属网底部与钢板表面相接触；最后采用毛刷蘸取膏状金刚石钎涂材料，刷在平铺于钢板表面的金属网表面，金属网起着阻止膏状钎涂材料漫流的作用，通过加热膏状钎涂材料可快速实现固化，金刚石钎涂材料高度高出金属网0.5-10mm。4）耐磨钢板钎涂：将上述涂覆有金刚石钎涂材料的钢板进行真空钎涂或气保护钎涂，钎涂过程的加热温度为800~1100℃，保温时间为20min-1h，真空钎涂中真空度不低于0.01pa，气保护钎涂过程中采用高纯氩气，露点低于-54℃，冷却即可得到该耐磨钢板。下面结合具体的例子对其进行解释说明：例11）耐磨基层预处理：选取尺寸为200mm*200mm*10mm的q235钢板作为耐磨基层，对钢板表面进行机械打磨、碱洗、酸洗等，以除去钢板表面的铁锈、油污、氧化皮等；2）金刚石钎涂材料制备：以聚甲基丙烯酸甲酯作为粘结剂，碳酸二甲酯作为溶剂，将粘结剂放入溶剂中，不断搅拌形成的胶体溶液；再加入200目-300目的bni74crfesib镍基钎料粉末，将混合浆料放入球磨机中球磨形成含镍基钎料粉末的悬浮液；再加入50目-100目的金刚石颗粒，不断搅拌至金刚石颗粒均匀悬浮在浆料中，得到该金刚石钎涂材料，其中各成分重量百分比为金刚石颗粒5%、溶剂10%、粘结剂10%和镍基钎料75%；3）金刚石钎涂材料涂覆：首先将经过预处理的钢板置于db-1ab电加热板上，加热温度为120℃；其次将的金属网（材质为q235钢，筋条尺寸为0.5mm*2mm，网孔尺寸为10mm*10mm）平铺于经过预处理的钢板上，金属网底部与钢板表面相接触；最后采用毛刷蘸取膏状金刚石钎涂材料，刷在平铺于钢板表面的金属网表面，金属网起着阻止膏状钎涂材料漫流的作用，通过加热膏状钎涂材料可快速实现固化，金刚石钎涂材料高度高出金属网1mm；4）耐磨钢板钎涂：将上述涂覆有金刚石钎涂材料的钢板进行真空钎涂，钎涂过程的加热温度为1100℃，保温时间为20min，真空钎涂中真空度0.01pa，冷却即可得到该耐磨钢板。例21）耐磨基层预处理：选取尺寸为200mm*200mm*10mm的q235钢板作为耐磨基层，对钢板表面进行机械打磨、碱洗、酸洗等，以除去钢板表面的铁锈、油污、氧化皮等；2）金刚石钎涂材料制备：以聚甲基丙烯酸甲酯作为粘结剂，碳酸二甲酯作为溶剂，将粘结剂放入溶剂中，不断搅拌形成胶体溶液；再加入200目-300目的bni74crfesib镍基钎料粉末，将混合浆料放入球磨机中球磨形成含镍基钎料粉末的悬浮液；再加入50目-100目的金刚石颗粒，不断搅拌至金刚石颗粒均匀悬浮在浆料中，得到该金刚石钎涂材料，其中各成分重量百分比为金刚石颗粒5%、溶剂10%、粘结剂10%和镍基钎料75%；3）金刚石钎涂材料涂覆：首先将经过预处理的钢板置于db-1ab电加热板上，加热温度为120℃；其次将的金属网（材质为q235钢，筋条尺寸为0.5mm*2mm，网孔尺寸为10mm*10mm）平铺于经过预处理的钢板上，金属网底部与钢板表面相接触；最后采用毛刷蘸取膏状金刚石钎涂材料，刷在平铺于钢板表面的金属网表面，金属网起着阻止膏状钎涂材料漫流的作用，通过加热膏状钎涂材料可快速实现固化，金刚石钎涂材料高度高出金属网1mm；4）耐磨钢板钎涂：将上述涂覆有金刚石钎涂材料的钢板进行气保护钎涂，钎涂保护气为高纯氩气，露点低于-54℃，钎涂过程的加热温度为1100℃，保温时间为30min，冷却即可得到该耐磨钢板。例31）耐磨基层预处理：选取尺寸为200mm*200mm*10mm的q235钢板作为耐磨基层，对钢板表面进行机械打磨、碱洗、酸洗等，以除去钢板表面的铁锈、油污、氧化皮等；2）金刚石钎涂材料制备：以聚甲基丙烯酸甲酯作为粘结剂，碳酸二甲酯作为溶剂，将粘结剂放入溶剂中，不断搅拌形成胶体溶液；再加入200目-300目的bni74crfesib镍基钎料粉末，将混合浆料放入球磨机中球磨形成含镍基钎料粉末的悬浮液；再加入50目-100目的金刚石颗粒，不断搅拌至金刚石颗粒均匀悬浮在浆料中，得到该金刚石钎涂材料，其中各成分重量百分比为金刚石颗粒8%、溶剂10%、粘结剂10%和镍基钎料72%；3）金刚石钎涂材料涂覆：首先将经过预处理的钢板置于db-1ab电加热板上，加热温度为120℃；其次将的金属网（材质为q235钢，筋条尺寸为0.5mm*2mm，网孔尺寸为10mm*10mm）平铺于经过预处理的钢板上，金属网底部与钢板表面相接触；最后采用毛刷蘸取膏状金刚石钎涂材料，刷在平铺于钢板表面的金属网表面，金属网起着阻止膏状钎涂材料漫流的作用，通过加热膏状钎涂材料可快速实现固化，金刚石钎涂材料高度高出金属网1mm；4）耐磨钢板钎涂：将上述涂覆有金刚石钎涂材料的钢板进行真空钎涂，钎涂过程的加热温度为1100℃，保温时间为20min，真空钎涂中真空度0.01pa，冷却即可得到该耐磨钢板。例41）耐磨基层预处理：选取尺寸为200mm*200mm*10mm的q235钢板作为耐磨基层，对钢板表面进行机械打磨、碱洗、酸洗等，以除去钢板表面的铁锈、油污、氧化皮等；2）金刚石钎涂材料制备：以聚甲基丙烯酸甲酯作为粘结剂，碳酸二甲酯作为溶剂，将粘结剂放入溶剂中，不断搅拌形成胶体溶液；再加入200目-300目的bni74crfesib镍基钎料粉末，将混合浆料放入球磨机中球磨形成含镍基钎料粉末的悬浮液；再加入50目-100目的金刚石颗粒，不断搅拌至金刚石颗粒均匀悬浮在浆料中，得到该金刚石钎涂材料，其中各成分重量百分比为金刚石颗粒8%、溶剂10%、粘结剂10%和镍基钎料72%；3）金刚石钎涂材料涂覆：首先将经过预处理的钢板置于db-1ab电加热板上，加热温度为120℃；其次将的金属网（材质为q235钢，筋条尺寸为0.5mm*2mm，网孔尺寸为10mm*10mm）平铺于经过预处理的钢板上，金属网底部与钢板表面相接触；最后采用毛刷蘸取膏状金刚石钎涂材料，刷在平铺于钢板表面的金属网表面，金属网起着阻止膏状钎涂材料漫流的作用，通过加热膏状钎涂材料可快速实现固化，金刚石钎涂材料高度高出金属网1mm；4）耐磨钢板钎涂：将上述涂覆有金刚石钎涂材料的钢板进行气保护钎涂，钎涂保护气为高纯氩气，露点低于-54℃，钎涂过程的加热温度为1100℃，保温时间为30min，冷却即可得到该耐磨钢板。例51）耐磨基层预处理：选取尺寸为200mm*200mm*10mm的q235钢板作为耐磨基层，对钢板表面进行机械打磨、碱洗、酸洗等，以除去钢板表面的铁锈、油污、氧化皮等；2）金刚石钎涂材料制备：以聚甲基丙烯酸甲酯作为粘结剂，碳酸二甲酯作为溶剂，将粘结剂放入溶剂中，不断搅拌形成胶体溶液；再加入50目-100目的bni66mnsicu镍基钎料粉末，将混合浆料放入球磨机中球磨形成含镍基钎料粉末的悬浮液；再加入50目-100目的金刚石颗粒，不断搅拌至金刚石颗粒均匀悬浮在浆料中，得到该金刚石钎涂材料，其中各成分重量百分比为金刚石颗粒8%、溶剂10%、粘结剂10%和镍基钎料72%；3）金刚石钎涂材料涂覆：首先将经过预处理的钢板置于db-1ab电加热板上，加热温度为120℃；其次将的金属网（材质为q235钢，筋条尺寸为0.5mm*2mm，网孔尺寸为10mm*10mm）平铺于经过预处理的钢板上，金属网底部与钢板表面相接触；最后采用毛刷蘸取膏状金刚石钎涂材料，刷在平铺于钢板表面的金属网表面，金属网起着阻止膏状钎涂材料漫流的作用，通过加热膏状钎涂材料可快速实现固化，金刚石钎涂材料高度高出金属网1mm；4）耐磨钢板钎涂：将上述涂覆有金刚石钎涂材料的钢板进行真空钎涂，钎涂过程的加热温度为1050℃，保温时间为20min，真空钎涂中真空度0.01pa，冷却即可得到该耐磨钢板。例61）耐磨基层预处理：选取尺寸为200mm*200mm*10mm的q235钢板作为耐磨基层，对钢板表面进行机械打磨、碱洗、酸洗等，以除去钢板表面的铁锈、油污、氧化皮等；2）金刚石钎涂材料制备：以聚甲基丙烯酸甲酯作为粘结剂，碳酸二甲酯作为溶剂，将粘结剂放入溶剂中，不断搅拌形成胶体溶液；再加入50目-100目的bni66mnsicu镍基钎料粉末，将混合浆料放入球磨机中球磨形成含镍基钎料粉末的悬浮液；再加入50目-100目的金刚石颗粒，不断搅拌至金刚石颗粒均匀悬浮在浆料中，得到该金刚石钎涂材料，其中各成分重量百分比为金刚石颗粒8%、溶剂10%、粘结剂10%和镍基钎料72%；3）金刚石钎涂材料涂覆：首先将经过预处理的钢板置于db-1ab电加热板上，加热温度为120℃；其次将的金属网（材质为q235钢，筋条尺寸为0.5mm*2mm，网孔尺寸为10mm*10mm）平铺于经过预处理的钢板上，金属网底部与钢板表面相接触；最后采用毛刷蘸取膏状金刚石钎涂材料，刷在平铺于钢板表面的金属网表面，金属网起着阻止膏状钎涂材料漫流的作用，通过加热膏状钎涂材料可快速实现固化，金刚石钎涂材料高度高出金属网1mm；4）耐磨钢板钎涂：将上述涂覆有金刚石钎涂材料的钢板进行气保护钎涂，钎涂保护气为高纯氩气，露点低于-54℃，钎涂过程的加热温度为1050℃，保温时间为30min，冷却即可得到该耐磨钢板。对比例1钢板预处理、金刚石钎涂材料制备、耐磨钢板钎涂步骤均与实施例1相同，金刚石钎涂材料涂覆过程中除不包含金属网外，其他相同。对比例2钢板预处理、金刚石钎涂材料制备、耐磨钢板钎涂步骤均与实施例2相同，金刚石钎涂材料涂覆过程中除不包含金属网外，其他相同。对比例3钢板预处理、金刚石钎涂材料制备、耐磨钢板钎涂步骤均与实施例3相同，金刚石钎涂材料涂覆过程中除不包含金属网外，其他相同。对比例4钢板预处理、金刚石钎涂材料制备、耐磨钢板钎涂步骤均与实施例4相同，金刚石钎涂材料涂覆过程中除不包含金属网外，其他相同。对比例5钢板预处理、金刚石钎涂材料制备、耐磨钢板钎涂步骤均与实施例5相同，金刚石钎涂材料涂覆过程中除不包含金属网外，其他相同。对比例6钢板预处理、金刚石钎涂材料制备、耐磨钢板钎涂步骤均与实施例6相同，金刚石钎涂材料涂覆过程中除不包含金属网外，其他相同。实验例将例1～6和对比例1～6制备得到的钎涂材料进行耐磨性能测试。具体测试方法如下：（1）制备磨粒磨损试样件：将例1～6和对比例1～6得到的耐磨钢板进行线切割，得到尺寸为长60mm×宽25mm的标准磨粒磨损试样件。（2）对上述得到的标准试样件进行耐磨性能测试，试验载荷为20n，磨料为120号棕刚玉砂，橡胶轮转速为100r/min，砂流量为100g/min，磨损时间为15min，金刚石钎涂涂层的磨损用失重量表示，实施例1～6和对比例1～6各做5组试样，分别取平均值和标准差，测试结果如表1所示；表1耐磨钢板耐磨性能测试结果试样磨损失重/mg（均值±标准差）例122.3±2.1例226.7±1.6例333.4±2.5例435.8±2.3例533.9±2.7例634.3±3.1对比例125.6±3.3对比例229.9±2.2对比例337.8±3.0对比例440.7±3.2对比例539.5±3.6对比例641.5±2.7由表1可以看出，本实用新型通过特定的组分和特定的制备方法得到的金刚石钎涂层耐磨钢板具有优异的耐磨性能，经过耐磨性能测试，磨损失重较低。对比例1～6中不含有金属网制备得到的金刚石钎涂层耐磨钢板磨损相对较严重。当前第1页12