本发明属于化工材料技术领域，具体涉及一种增强钻头耐磨损性的涂层。
背景技术
钻孔机是指利用比目标物更坚硬、更锐利的工具通过旋转切削或旋转挤压的方式，在目标物上留下圆柱形孔或洞的机械和设备统称。也有称为钻机、打孔机、打眼机、通孔机等。通过对精密部件进行钻孔，来达到预期的效果，钻孔机有半自动钻孔机和全自动钻孔机，随着人力资源成本的增加；大多数企业均考虑全自动钻孔机作为发展方向。随着时代的发展，自动钻孔机的钻孔技术的提升，采用全自动钻孔机对各种五金模具表带钻孔表带钻孔首饰进行钻孔优势明显。
钻头是钻孔机的重要零件，其耐磨损性决定了钻孔机的工作效能，并影响着钻头的使用寿命，在一些场合下，钻头要在较为恶劣的环境下工作，因此钻头的要求需要极为坚硬的材质，造成了制造成本的高昂，而现有的涂层与钻头金属的结合性较一般，易脱落失效。
技术实现要素：
本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种增强钻头耐磨损性的涂层，增强了与钻头金属表面的界面结合，解决了涂层与金属层间不润湿、不粘附的问题。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种增强钻头耐磨损性的涂层，该涂层按照重量份计由以下成分制成：碳化硅6.0-7.0份、氮化钒5.5-6.5份、氧化锆3.5-3.8份、氧化硼1.0-1.2份、石墨烯0.22-0.24份、磷酸铝凝胶15-18份、二氧化硅凝胶5.0-6.0份、纳米氧化锌0.15-0.19份、氧化镁2.3-2.5份、滑石粉2.0-3.0份；
涂层喷涂后进行阶段升温热硬化处理，第一阶段升温速度为5-6℃/分钟，升温至55-60℃，保温30-40分钟，第二阶段升温速度为4-5℃/分钟，升温至100-110℃，保温40-50分钟，第三阶段升温速度为3-4℃/分钟，升温至180-200℃，保温50-60分钟，停止加热，涂层自然冷却即可。
作为对上述方案的进一步描述，所述磷酸铝凝胶含水量为14-18%，ph值在1.8-2.0范围，二氧化硅凝胶堆积密度为350-360毫克/立方厘米，ph值在7.7-7.8范围。
作为对上述方案的进一步描述，所述二氧化硅凝胶中二氧化硅粒径大小在5-10微米之间。
作为对上述方案的进一步描述，纳米氧化锌粒径大小在15-35纳米之间。
作为对上述方案的进一步描述，所述石墨烯为双层片状石墨烯，厚度为0.7-0.8纳米。
作为对上述方案的进一步描述，所述涂层涂覆前将钻头预热至130-135℃。
作为对上述方案的进一步描述，涂层在涂覆前对钻头进行化学除油。
本发明相比现有技术具有以下优点：为了解决现有钻孔机砖头耐磨性不足的问题，本发明提供了一种增强钻头耐磨损性的涂层，涂层结构致密，由于添加了石墨烯以及纳米氧化锌，在磷酸铝凝胶和二氧化硅凝胶的胶黏下增强了分子扩散和分子键能作用，改善了涂层的微观结构，增强了与钻头金属表面的界面结合，解决了涂层与金属层间不润湿、不粘附的问题，并且颗粒之间存在着很强的物理结合力，在使用过程中，极大的减少了裂纹、空隙等问题的滋生，降低了摩擦系数和磨损量，延长了涂层的使用寿命，更好的保护钻头，不仅耐摩损性得到提高，耐腐蚀性也得到了较强的提升，本发明显著提高了钻头的耐磨性，大大降低了零件的更换频率，提高了施工效率，降低维护费用，能够实现提高钻头施工性、耐磨性、抗腐蚀性、耐水性和耐高温性的现实意义，是一种极为值得推广使用的技术方案。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明所提供的技术方案。
实施例1
一种增强钻头耐磨损性的涂层，该涂层按照重量份计由以下成分制成：碳化硅6.0份、氮化钒5.5份、氧化锆3.5份、氧化硼1.0份、石墨烯0.22份、磷酸铝凝胶15份、二氧化硅凝胶5.0份、纳米氧化锌0.15份、氧化镁2.3份、滑石粉2.0份；
涂层喷涂后进行阶段升温热硬化处理，第一阶段升温速度为5℃/分钟，升温至55℃，保温30分钟，第二阶段升温速度为4℃/分钟，升温至100℃，保温40分钟，第三阶段升温速度为3℃/分钟，升温至180℃，保温50分钟，停止加热，涂层自然冷却即可。
作为对上述方案的进一步描述，所述磷酸铝凝胶含水量为14%，ph值在1.8-2.0范围，二氧化硅凝胶堆积密度为350毫克/立方厘米，ph值在7.7-7.8范围。
作为对上述方案的进一步描述，所述二氧化硅凝胶中二氧化硅粒径大小在5-10微米之间。
作为对上述方案的进一步描述，纳米氧化锌粒径大小在15-35纳米之间。
作为对上述方案的进一步描述，所述石墨烯为双层片状石墨烯，厚度为0.7纳米。
作为对上述方案的进一步描述，所述涂层涂覆前将钻头预热至130℃。
作为对上述方案的进一步描述，涂层在涂覆前对钻头进行化学除油。
实施例2
一种增强钻头耐磨损性的涂层，该涂层按照重量份计由以下成分制成：碳化硅6.5份、氮化钒6.0份、氧化锆3.6份、氧化硼1.1份、石墨烯0.23份、磷酸铝凝胶16份、二氧化硅凝胶5.5份、纳米氧化锌0.16份、氧化镁2.4份、滑石粉2.5份；
涂层喷涂后进行阶段升温热硬化处理，第一阶段升温速度为5.5℃/分钟，升温至58℃，保温35分钟，第二阶段升温速度为4.5℃/分钟，升温至105℃，保温45分钟，第三阶段升温速度为3.5℃/分钟，升温至190℃，保温55分钟，停止加热，涂层自然冷却即可。
作为对上述方案的进一步描述，所述磷酸铝凝胶含水量为16%，ph值在1.8-2.0范围，二氧化硅凝胶堆积密度为355毫克/立方厘米，ph值在7.7-7.8范围。
作为对上述方案的进一步描述，所述二氧化硅凝胶中二氧化硅粒径大小在5-10微米之间。
作为对上述方案的进一步描述，纳米氧化锌粒径大小在15-35纳米之间。
作为对上述方案的进一步描述，所述石墨烯为双层片状石墨烯，厚度为0.75纳米。
作为对上述方案的进一步描述，所述涂层涂覆前将钻头预热至133℃。
作为对上述方案的进一步描述，涂层在涂覆前对钻头进行化学除油。
实施例3
一种增强钻头耐磨损性的涂层，该涂层按照重量份计由以下成分制成：碳化硅7.0份、氮化钒6.5份、氧化锆3.8份、氧化硼1.2份、石墨烯0.24份、磷酸铝凝胶18份、二氧化硅凝胶6.0份、纳米氧化锌0.19份、氧化镁2.5份、滑石粉3.0份；
涂层喷涂后进行阶段升温热硬化处理，第一阶段升温速度为6℃/分钟，升温至60℃，保温40分钟，第二阶段升温速度为5℃/分钟，升温至110℃，保温50分钟，第三阶段升温速度为℃/分钟，升温至200℃，保温60分钟，停止加热，涂层自然冷却即可。
作为对上述方案的进一步描述，所述磷酸铝凝胶含水量为18%，ph值在1.8-2.0范围，二氧化硅凝胶堆积密度为360毫克/立方厘米，ph值在7.7-7.8范围。
作为对上述方案的进一步描述，所述二氧化硅凝胶中二氧化硅粒径大小在5-10微米之间。
作为对上述方案的进一步描述，纳米氧化锌粒径大小在15-35纳米之间。
作为对上述方案的进一步描述，所述石墨烯为双层片状石墨烯，厚度为0.8纳米。
作为对上述方案的进一步描述，所述涂层涂覆前将钻头预热至135℃。
作为对上述方案的进一步描述，涂层在涂覆前对钻头进行化学除油。
对比例1
与实施例1的区别仅在于，涂层制备中省略石墨烯的添加，其余保持一致。
对比例2
与实施例2的区别仅在于，涂层制备中省略纳米氧化锌的添加，其余保持一致。
对比例3
与实施例3的区别仅在于，涂层制备中省略二氧化硅凝胶的添加，其余保持一致。
对比例4
与实施例3的区别仅在于，涂层制备中省略阶段升温热硬化处理过程，直接均匀升温至200℃，硬化处理2小时，其余保持一致。
对比实验
分别使用实施例1-3和对比例1-4的方法制备增强钻头耐磨损性的涂层，以使用碳化硅作为喷覆涂层的方法对照组，使用合金钢钻头作为试验材料，经过打磨预处理后，将各组制备的涂层涂覆于钻头表面，涂层厚度为0.2微米，同时设置不做任何涂覆处理的组别为空白对照，进行试验，试验整个过程中保持无关变量一致，对固化后的涂层进行性能测试，结果如下表所示：
本发明显著提高了钻头的耐磨性，大大降低了零件的更换频率，提高了施工效率，降低维护费用，能够实现提高钻头施工性、耐磨性、抗腐蚀性、耐水性和耐高温性的现实意义，是一种极为值得推广使用的技术方案。