一种适用于压铸模具表面纳米复合陶瓷涂层的制备方法与流程

1.本发明属于纳米复合陶瓷涂层技术领域，具体涉及一种适用于压铸模具表面纳米复合陶瓷涂层的制备方法。


背景技术：

2.压铸铝合金、压铸锌合金、压铸铜合金为主的金属结构件，占据金属结构件的主流，但在压铸脱模过程，主要还是以喷洒脱模剂为主，压铸一模喷洒一次脱模剂，脱模剂浪费。
3.喷洒脱模剂，脱模剂在压铸成型过程中挥发，污染环境，环保问题需额外解决；同时压铸件表面相对粗糙不够光滑，增加了后加工余量，提高了成本，甚至在压铸件表面形成气孔或裂纹的不良；脱模剂在压铸过程中没有完全挥发的在压铸件表面形成脱模剂残留，对有要求的工件就必须额外加工，增加成本；喷洒脱模剂的时间占据了压铸时间，降低了压铸效率；脱模剂对模具表面腐蚀，降低模具使用寿命的问题，为此我们提出一种适用于压铸模具表面纳米复合陶瓷涂层的制备方法。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种适用于压铸模具表面纳米复合陶瓷涂层的制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种适用于压铸模具表面纳米复合陶瓷涂层的制备方法，包括以下质量份数组成配比：
6.组分一：纳米二氧化硅:4.2～31.8；
7.组分二：纳米氧化铝:2.8～22.3；
8.组分三：合成纳米氮化物：0.1～15.6；
9.组分四：纳米氧化钛：1.3～12.7；
10.组分五：水性ph值调节剂：0.3～8.7；
11.组分六：水性润湿剂：0.1～2.8；
12.组分七：水性纳米分散剂：0.1～3.2；
13.组分八：水性悬浮稳定剂：0.1～2.1；
14.组分九：水性流平剂：0.1～1.8；
15.组分十：水性低温防冻液：0.1～2.6；
16.组分十一：催化固化剂：12～43；
17.组分十二：去离子水：8.9～47；
18.制备步骤如下：
19.步骤一：去离子水在常温常压条件下慢速搅拌，依次加入水性ph值调节剂、水性润湿剂、水性分散剂混合均匀，再加入纳米氧化铝搅拌均匀后进行密封熟化，形成氧化铝熟化液，氧化铝熟化液进行分散，形成稳定的纳米氧化铝分散液备用；
20.步骤二：去离子水在常温常压条件下慢速搅拌，依次加入水性ph值调节剂、水性润湿剂、水性分散剂混合均匀，再加入纳米二氧化硅搅拌均匀后进行密封熟化，形成氧化硅熟化液，氧化硅熟化液进行分散，形成稳定的纳米氧化硅分散液备用；
21.步骤三：去离子水常温常压下慢速搅拌，依次加入水性ph值调节剂、水性润湿剂、水性分散剂、纳米氧化钛搅拌均匀，密封熟化形成氧化钛熟化液，氧化钛熟化液进行分散，形成稳定的纳米氧化钛分散液备用；
22.步骤四：去离子水在常温常压条件下慢速搅拌，依次加入水性ph值调节剂、水性润湿剂、水性分散剂混合均匀，再加入合成纳米氮化物搅拌均匀后进行密封熟化，形成氮化物熟化液，氮化物熟化液进行分散，形成稳定的合成纳米氮化物分散液备用；
23.步骤五：纳米氧化硅分散液常温常压下慢速搅拌，混合均匀，进行一次密封熟化，过滤去除微量大颗粒物，再加入纳米氧化铝分散液混合均匀，进行二次密封熟化，过滤去除微量大颗粒物，再对混合溶液进行加温，同时慢速搅拌，再进行冷却，最后进行三次密封熟化，形成稳定的纳米氧化硅复合纳米氧化铝分散液备用；
24.步骤六：纳米氧化硅复合纳米氧化铝分散液在常温常压下慢速搅拌，再加入纳米氧化钛分散液，混合均匀，过滤去除微量大颗粒物，混合溶液在常压下进行加温，同时慢速搅拌，再依次进行冷却、密封熟化，形成稳定的氧化硅氧化铝氧化钛纳米复合溶液备用；
25.步骤七：氧化硅氧化铝氧化钛纳米复合溶液在常温常压下慢速搅拌，再加入合成纳米氮化物，混合均匀，过滤去除微量大颗粒物，混合溶液在常压下进行加温，同时慢速搅拌，再依次进行冷却、密封熟化，形成稳定的氮化物氧化硅氧化铝氧化钛纳米复合溶液备用；
26.步骤八：氮化物氧化硅氧化铝氧化钛纳米复合溶液常温常压下慢速搅拌，再依次加入水性悬浮稳定剂、水性流平剂、水性固化剂、水性低温防冻液混合均匀，再密封熟化，过滤后制得稳定的高温不粘纳米复合陶瓷涂料；
27.步骤九：高温不粘纳米复合陶瓷涂料通过熟化后备用，压铸模具型腔表面前处理完成后喷涂备用的纳米涂料，喷涂完成，保温固化后即可。
28.优选的，所述合成纳米氮化物由氮化硼与氮化硅组成。
29.优选的，所述步骤一、步骤二、步骤三、步骤四、步骤五、步骤六、步骤七与步骤八中常温的范围在5℃～40℃，搅拌转速在50～200转/分钟。
30.优选的，所述步骤一、步骤二、步骤三与步骤四中密封熟化时间均在12～36小时，纳米分散时间均在3～12小时。
31.优选的，所述步骤五中一次密封熟化与二次密封熟化时间均在6～18小时，三次密封熟化时间在12～36小时，混合溶液进行加温的温度在60℃～82℃，三次密封熟化的冷却温度在30℃～45℃，搅拌时间在30～180分钟。
32.优选的，所述步骤六与步骤七中混合溶液进行加温的温度在60℃～82℃，搅拌时间在30～180分钟，密封熟化时间在12～36小时。
33.优选的，所述步骤八中密封熟化时间在12～36小时。
34.优选的，所述水性ph值调节剂选用氨水与醋酸溶液。
35.优选的，所述水性湿润剂选用丁基苯磺酸钠盐、十二烷基硫酸钠与渗透jfc其中的一种。
36.优选的，所述步骤九中保温温度在150℃～320℃，固化时间在10～45分钟。
37.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
38.1.通过在压铸模具表面涂布高温不粘纳米复合陶瓷涂层，实现免喷洒脱模剂，提升压铸效率(最高可提高60％)，没有脱模剂挥发，更环保，降低产品不良率，提高产品光滑度，有效较少压铸件的后加工余量，提升压铸件品质的同时提高原材料利用率。
39.2.通过在压铸模具表面涂布高温不粘纳米复合陶瓷涂层，可实现单次喷涂即可达到两万次以上的压铸；并实现对模具表面的有效保护，尤其压铸模具的进料口部位，节约成本，且能够提高工作效率。
附图说明
40.图1为本发明的方法流程示意图。
具体实施方式
41.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
42.实施例1
43.请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种适用于压铸模具表面纳米复合陶瓷涂层的制备方法，包括以下质量份数组成配比：
44.组分一：纳米二氧化硅:4.2；
45.组分二：纳米氧化铝:2.8；
46.组分三：合成纳米氮化物：0.1；
47.组分四：纳米氧化钛：1.3；
48.组分五：水性ph值调节剂：0.3；
49.组分六：水性润湿剂：0.1；
50.组分七：水性纳米分散剂：0.1；
51.组分八：水性悬浮稳定剂：0.1；
52.组分九：水性流平剂：0.1；
53.组分十：水性低温防冻液：0.1；
54.组分十一：催化固化剂：41；
55.组分十二：去离子水：49.8；
56.制备步骤如下：
57.步骤一：去离子水在常温常压条件下慢速搅拌，依次加入水性ph值调节剂、水性润湿剂、水性分散剂混合均匀，再加入纳米氧化铝搅拌均匀后进行密封熟化，形成氧化铝熟化液，氧化铝熟化液进行分散，形成稳定的纳米氧化铝分散液备用；
58.步骤二：去离子水在常温常压条件下慢速搅拌，依次加入水性ph值调节剂、水性润湿剂、水性分散剂混合均匀，再加入纳米二氧化硅搅拌均匀后进行密封熟化，形成氧化硅熟化液，氧化硅熟化液进行分散，形成稳定的纳米氧化硅分散液备用；
59.步骤三：去离子水常温常压下慢速搅拌，依次加入水性ph值调节剂、水性润湿剂、水性分散剂、纳米氧化钛搅拌均匀，密封熟化形成氧化钛熟化液，氧化钛熟化液进行分散，形成稳定的纳米氧化钛分散液备用；
60.步骤四：去离子水在常温常压条件下慢速搅拌，依次加入水性ph值调节剂、水性润湿剂、水性分散剂混合均匀，再加入合成纳米氮化物搅拌均匀后进行密封熟化，形成氮化物熟化液，氮化物熟化液进行分散，形成稳定的合成纳米氮化物分散液备用；
61.步骤五：纳米氧化硅分散液常温常压下慢速搅拌，混合均匀，进行一次密封熟化，过滤去除微量大颗粒物，再加入纳米氧化铝分散液混合均匀，进行二次密封熟化，过滤去除微量大颗粒物，再对混合溶液进行加温，同时慢速搅拌，再进行冷却，最后进行三次密封熟化，形成稳定的纳米氧化硅复合纳米氧化铝分散液备用；
62.步骤六：纳米氧化硅复合纳米氧化铝分散液在常温常压下慢速搅拌，再加入纳米氧化钛分散液，混合均匀，过滤去除微量大颗粒物，混合溶液在常压下进行加温，同时慢速搅拌，再依次进行冷却、密封熟化，形成稳定的氧化硅氧化铝氧化钛纳米复合溶液备用；
63.步骤七：氧化硅氧化铝氧化钛纳米复合溶液在常温常压下慢速搅拌，再加入合成纳米氮化物，混合均匀，过滤去除微量大颗粒物，混合溶液在常压下进行加温，同时慢速搅拌，再依次进行冷却、密封熟化，形成稳定的氮化物氧化硅氧化铝氧化钛纳米复合溶液备用；
64.步骤八：氮化物氧化硅氧化铝氧化钛纳米复合溶液常温常压下慢速搅拌，再依次加入水性悬浮稳定剂、水性流平剂、水性固化剂、水性低温防冻液混合均匀，再密封熟化，过滤后制得稳定的高温不粘纳米复合陶瓷涂料；
65.步骤九：高温不粘纳米复合陶瓷涂料通过熟化后备用，压铸模具型腔表面前处理完成后，喷涂备用的高温不粘纳米复合陶瓷涂料，喷涂完成，保温固化后即完成。
66.进一步地，合成纳米氮化物由氮化硼与氮化硅组成。
67.进一步地，步骤一、步骤二、步骤三、步骤四、步骤五、步骤六、步骤七与步骤八中常温的范围在5℃，搅拌转速在50转/分钟。
68.进一步地，步骤一、步骤二、步骤三与步骤四中密封熟化时间均在12小时，纳米分散时间均在3小时。
69.进一步地，步骤五中一次密封熟化与二次密封熟化时间均在6小时，三次密封熟化时间在12小时，混合溶液进行加温的温度在60℃，三次密封熟化的冷却温度在30℃，搅拌时间在30分钟。
70.进一步地，步骤六与步骤七中混合溶液进行加温的温度在60℃，搅拌时间在30分钟，密封熟化时间在12小时。
71.进一步地，步骤八中密封熟化时间在12小时。
72.进一步地，水性ph值调节剂选用氨水与醋酸溶液。
73.进一步地，水性湿润剂选用丁基苯磺酸钠盐。
74.进一步地，步骤九中保温温度在150℃，固化时间在10分钟。
75.实施例2
76.一种适用于压铸模具表面纳米复合陶瓷涂层的制备方法，包括以下质量份数组成配比：
77.组分一：纳米二氧化硅:5；
78.组分二：纳米氧化铝:4；
79.组分三：合成纳米氮化物：3；
80.组分四：纳米氧化钛：3；
81.组分五：水性ph值调节剂：4；
82.组分六：水性润湿剂：2；
83.组分七：水性纳米分散剂：2；
84.组分八：水性悬浮稳定剂：1；
85.组分九：水性流平剂：1；
86.组分十：水性低温防冻液：2；
87.组分十一：催化固化剂：35；
88.组分十二：去离子水：38；
89.制备步骤如下：
90.步骤一：去离子水在常温常压条件下慢速搅拌，依次加入水性ph值调节剂、水性润湿剂、水性分散剂混合均匀，再加入纳米氧化铝搅拌均匀后进行密封熟化，形成氧化铝熟化液，氧化铝熟化液进行分散，形成稳定的纳米氧化铝分散液备用；
91.步骤二：去离子水在常温常压条件下慢速搅拌，依次加入水性ph值调节剂、水性润湿剂、水性分散剂混合均匀，再加入纳米二氧化硅搅拌均匀后进行密封熟化，形成氧化硅熟化液，氧化硅熟化液进行分散，形成稳定的纳米氧化硅分散液备用；
92.步骤三：去离子水常温常压下慢速搅拌，依次加入水性ph值调节剂、水性润湿剂、水性分散剂、纳米氧化钛搅拌均匀，密封熟化形成氧化钛熟化液，氧化钛熟化液进行分散，形成稳定的纳米氧化钛分散液备用；
93.步骤四：去离子水在常温常压条件下慢速搅拌，依次加入水性ph值调节剂、水性润湿剂、水性分散剂混合均匀，再加入合成纳米氮化物搅拌均匀后进行密封熟化，形成氮化物熟化液，氮化物熟化液进行分散，形成稳定的合成纳米氮化物分散液备用；
94.步骤五：纳米氧化硅分散液常温常压下慢速搅拌，混合均匀，进行一次密封熟化，过滤去除微量大颗粒物，再加入纳米氧化铝分散液混合均匀，进行二次密封熟化，过滤去除微量大颗粒物，再对混合溶液进行加温，同时慢速搅拌，再进行冷却，最后进行三次密封熟化，形成稳定的纳米氧化硅复合纳米氧化铝分散液备用；
95.步骤六：纳米氧化硅复合纳米氧化铝分散液在常温常压下慢速搅拌，再加入纳米氧化钛分散液，混合均匀，过滤去除微量大颗粒物，混合溶液在常压下进行加温，同时慢速搅拌，再依次进行冷却、密封熟化，形成稳定的氧化硅氧化铝氧化钛纳米复合溶液备用；
96.步骤七：氧化硅氧化铝氧化钛纳米复合溶液在常温常压下慢速搅拌，再加入合成纳米氮化物，混合均匀，过滤去除微量大颗粒物，混合溶液在常压下进行加温，同时慢速搅拌，再依次进行冷却、密封熟化，形成稳定的氮化物氧化硅氧化铝氧化钛纳米复合溶液备用；
97.步骤八：氮化物氧化硅氧化铝氧化钛纳米复合溶液常温常压下慢速搅拌，再依次加入水性悬浮稳定剂、水性流平剂、水性固化剂、水性低温防冻液混合均匀，再密封熟化，过滤后制得稳定的高温不粘纳米复合陶瓷涂料；
98.步骤九：高温不粘纳米复合陶瓷涂料通过熟化后备用，压铸模具型腔表面前处理完成后，喷涂备用的高温不粘纳米复合陶瓷涂料，喷涂完成，保温固化后即完成。
99.进一步地，合成纳米氮化物由氮化硼与氮化硅组成。
100.进一步地，步骤一、步骤二、步骤三、步骤四、步骤五、步骤六、步骤七与步骤八中常温的范围在40℃，搅拌转速在200转/分钟。
101.进一步地，步骤一、步骤二、步骤三与步骤四中密封熟化时间均在36小时，纳米分散时间均在12小时。
102.进一步地，步骤五中一次密封熟化与二次密封熟化时间均在18小时，三次密封熟化时间在36小时，混合溶液进行加温的温度在82℃，三次密封熟化的冷却温度在45℃，搅拌时间在180分钟。
103.进一步地，步骤六与步骤七中混合溶液进行加温的温度在82℃，搅拌时间在180分钟，密封熟化时间在36小时。
104.进一步地，步骤八中密封熟化时间在36小时。
105.进一步地，水性ph值调节剂选用氨水与醋酸溶液。
106.进一步地，水性湿润剂选用十二烷基硫酸钠。
107.进一步地，步骤九中保温温度在320℃，固化时间在45分钟。
108.实施例3
109.一种适用于压铸模具表面纳米复合陶瓷涂层的制备方法，包括以下质量份数组成配比：
110.组分一：纳米二氧化硅:7；
111.组分二：纳米氧化铝:4；
112.组分三：合成纳米氮化物：1；
113.组分四：纳米氧化钛：3；
114.组分五：水性ph值调节剂：3.2；
115.组分六：水性润湿剂：2；
116.组分七：水性纳米分散剂：2；
117.组分八：水性悬浮稳定剂：1；
118.组分九：水性流平剂：1；
119.组分十：水性低温防冻液：2；
120.组分十一：催化固化剂：35；
121.组分十二：去离子水：38.8；
122.制备步骤如下：
123.步骤一：去离子水在常温常压条件下慢速搅拌，依次加入水性ph值调节剂、水性润湿剂、水性分散剂混合均匀，再加入纳米氧化铝搅拌均匀后进行密封熟化，形成氧化铝熟化液，氧化铝熟化液进行分散，形成稳定的纳米氧化铝分散液备用；
124.步骤二：去离子水在常温常压条件下慢速搅拌，依次加入水性ph值调节剂、水性润湿剂、水性分散剂混合均匀，再加入纳米二氧化硅搅拌均匀后进行密封熟化，形成氧化硅熟化液，氧化硅熟化液进行分散，形成稳定的纳米氧化硅分散液备用；
125.步骤三：去离子水常温常压下慢速搅拌，依次加入水性ph值调节剂、水性润湿剂、
水性分散剂、纳米氧化钛搅拌均匀，密封熟化形成氧化钛熟化液，氧化钛熟化液进行分散，形成稳定的纳米氧化钛分散液备用；
126.步骤四：去离子水在常温常压条件下慢速搅拌，依次加入水性ph值调节剂、水性润湿剂、水性分散剂混合均匀，再加入合成纳米氮化物搅拌均匀后进行密封熟化，形成氮化物熟化液，氮化物熟化液进行分散，形成稳定的合成纳米氮化物分散液备用；
127.步骤五：纳米氧化硅分散液常温常压下慢速搅拌，混合均匀，进行一次密封熟化，过滤去除微量大颗粒物，再加入纳米氧化铝分散液混合均匀，进行二次密封熟化，过滤去除微量大颗粒物，再对混合溶液进行加温，同时慢速搅拌，再进行冷却，最后进行三次密封熟化，形成稳定的纳米氧化硅复合纳米氧化铝分散液备用；
128.步骤六：纳米氧化硅复合纳米氧化铝分散液在常温常压下慢速搅拌，再加入纳米氧化钛分散液，混合均匀，过滤去除微量大颗粒物，混合溶液在常压下进行加温，同时慢速搅拌，再依次进行冷却、密封熟化，形成稳定的氧化硅氧化铝氧化钛纳米复合溶液备用；
129.步骤七：氧化硅氧化铝氧化钛纳米复合溶液在常温常压下慢速搅拌，再加入合成纳米氮化物，混合均匀，过滤去除微量大颗粒物，混合溶液在常压下进行加温，同时慢速搅拌，再依次进行冷却、密封熟化，形成稳定的氮化物氧化硅氧化铝氧化钛纳米复合溶液备用；
130.步骤八：氮化物氧化硅氧化铝氧化钛纳米复合溶液常温常压下慢速搅拌，再依次加入水性悬浮稳定剂、水性流平剂、水性固化剂、水性低温防冻液混合均匀，再密封熟化，过滤后制得稳定的高温不粘纳米复合陶瓷涂料；
131.步骤九：高温不粘纳米复合陶瓷涂料通过熟化后备用，压铸模具型腔表面前处理完成后，喷涂备用的高温不粘纳米复合陶瓷涂料，喷涂完成，保温固化后即完成。
132.进一步地，合成纳米氮化物由氮化硼与氮化硅组成。
133.进一步地，步骤一、步骤二、步骤三、步骤四、步骤五、步骤六、步骤七与步骤八中常温的范围在32℃，搅拌转速在120转/分钟。
134.进一步地，步骤一、步骤二、步骤三与步骤四中密封熟化时间均在36小时，纳米分散时间均在12小时。
135.进一步地，步骤五中一次密封熟化与二次密封熟化时间均在19小时，三次密封熟化时间在36小时，混合溶液进行加温的温度在75℃，三次密封熟化的冷却温度在45℃，搅拌时间在180分钟。
136.进一步地，步骤六与步骤七中混合溶液进行加温的温度在82℃，搅拌时间在180分钟，密封熟化时间在24小时。
137.进一步地，步骤八中密封熟化时间在24小时。
138.进一步地，水性ph值调节剂选用氨水与醋酸溶液。
139.进一步地，水性湿润剂选用十二烷基硫酸钠。
140.进一步地，步骤九中保温温度在300℃，固化时间在40分钟。
141.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要
素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
142.以上所述，仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其它修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。