一种高强耐磨农具涂层的制备方法技术

一种高强耐磨农具涂层的制备方法，它涉及一种农具涂层的制备方法。本发明专利技术的目的是要解决现有大部分农具的硬度和耐磨性差的问题。方法：一、制备金属有机框架；二、制备熔覆粉末；三、对农具进行预处理；四、激光熔覆，在农具表面形成高强耐磨农具涂层。本发明专利技术将金属有机框架、石墨烯、ZrO2粉、氮化硼和铜粉混合，制备了熔覆粉末，再利用激光熔覆技术在农具的表面制备了改性陶瓷增强熔覆层，提高了农具的硬度和耐磨性；本发明专利技术制备的涂层可以延长农具的使用寿命；本发明专利技术制备的涂层可用于现有所有农具，适用范围广。本发明专利技术可获得一种高强耐磨农具涂层。层。

【技术实现步骤摘要】
一种高强耐磨农具涂层的制备方法


[0001]本专利技术涉及一种农具涂层的制备方法。

技术介绍

[0002]农具，指农业生产使用的工具，也称农用工具、农业生产工具。农具是农民在从事农业生产过程中用来改变劳动对象的器具。
[0003]田间触土部件主要包括犁铧、耙片、圆盘刀、旋耕刀、锄铲等，是农机耕作作业过程中的核心部件，触土耐磨部件的工作可靠性已成为提升我国大、中型田间耕整地机械作业质量，缩小与国外进口机具差距的关键因素之一。
[0004]磨损是农业耕作部件主要的失效形式，造成经济损失巨大。材料及其部件因磨损和摩擦造成了能源和原料的大量消耗。
[0005]我国是农业大国，农机耕作部件如圆盘耙、犁铧、深松铲尖、旋耕刀片等消耗量极大。而农机耕作部件直接与土壤接触，属于典型的磨粒磨损，土壤环境影响着耕作部件的工作表现与使用寿命。土壤环境要求耕作部件具有硬度和耐磨性。目前，大部分农具上述性能不高。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是要解决现有大部分农具的硬度和耐磨性差的问题，而提供一种高强耐磨农具涂层的制备方法。
[0007]一种高强耐磨农具涂层的制备方法，具体是按以下步骤完成的：
[0008]一、制备金属有机框架：
[0009]将5,10,15,20
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四(4
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羟苯基)卟啉溶液与硝酸钴/N,N
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二甲基甲酰胺溶液混合均匀，得到混合溶液；将混合溶液在温度为100℃下反应1h～2h，最后去除N,N/>‑
二甲基甲酰胺，得到金属有机框架；
[0010]二、制备熔覆粉末：
[0011]将金属有机框架、石墨烯、ZrO2粉、氮化硼和铜粉混合，球磨，得到熔覆粉末；
[0012]三、对农具进行预处理：
[0013]使用砂纸对农具进行打磨至表面光亮，再使用无水乙醇清洗，干燥，得到预处理的农具；
[0014]四、激光熔覆：
[0015]①
、将预处理的农具加热至450℃～550℃，再在450℃～550℃下加热1h～2h；
[0016]②
、采用激光熔覆装置将熔覆粉末熔覆于预处理的农具表面，在农具表面形成高强耐磨农具涂层。
[0017]本专利技术与现有技术相比，具有以下优点：
[0018]一、本专利技术使用5,10,15,20
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四(4
‑
羟苯基)卟啉和硝酸钴制备了金属有机框架，5,10,15,20
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四(4
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羟苯基)卟啉为大分子杂环化合物，与硝酸钴反应生成的金属有机框架具
有高的比表面积和硬度，提高了涂层的机械性能；
[0019]二、本专利技术将金属有机框架、石墨烯、ZrO2粉、氮化硼和铜粉混合，制备了熔覆粉末，再利用激光熔覆技术在农具的表面制备了改性陶瓷增强熔覆层，提高了农具的硬度和耐磨性；
[0020]三、本专利技术制备的涂层可以延长农具的使用寿命；
[0021]四、本专利技术制备的涂层可用于现有所有农具，适用范围广。
[0022]本专利技术可获得一种高强耐磨农具涂层。
具体实施方式
[0023]以下实施例进一步说明本专利技术的内容，但不应理解为对本专利技术的限制。在不背离本专利技术实质的情况下，对本专利技术方法、步骤或条件所作的修改和替换，均属于本专利技术的范围。
[0024]具体实施方式一：本实施方式一种高强耐磨农具涂层的制备方法，具体是按以下步骤完成的：
[0025]一、制备金属有机框架：
[0026]将5,10,15,20
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四(4
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羟苯基)卟啉溶液与硝酸钴/N,N
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二甲基甲酰胺溶液混合均匀，得到混合溶液；将混合溶液在温度为100℃下反应1h～2h，最后去除N,N
‑
二甲基甲酰胺，得到金属有机框架；
[0027]二、制备熔覆粉末：
[0028]将金属有机框架、石墨烯、ZrO2粉、氮化硼和铜粉混合，球磨，得到熔覆粉末；
[0029]三、对农具进行预处理：
[0030]使用砂纸对农具进行打磨至表面光亮，再使用无水乙醇清洗，干燥，得到预处理的农具；
[0031]四、激光熔覆：
[0032]①
、将预处理的农具加热至450℃～550℃，再在450℃～550℃下加热1h～2h；
[0033]②
、采用激光熔覆装置将熔覆粉末熔覆于预处理的农具表面，在农具表面形成高强耐磨农具涂层。
[0034]具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同点是：所述的5,10,15,20
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四(4
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羟苯基)卟啉溶液的制备方法为：将5,10,15,20
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四(4
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羟苯基)卟啉分散到N,N
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二甲基甲酰胺中，得到5,10,15,20
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四(4
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羟苯基)卟啉溶液。其它步骤与具体实施方式一相同。
[0035]具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二之一不同点是：所述的5,10,15,20
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四(4
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羟苯基)卟啉溶液的浓度为0.01mg/mL～0.03mg/mL。其它步骤与具体实施方式一或二相同。
[0036]具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同点是：步骤一中所述的硝酸钴/N,N
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二甲基甲酰胺溶液的浓度为0.01mg/mL～0.03mg/mL。其它步骤与具体实施方式一至三相同。
[0037]具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同点是：步骤一中所述的混合溶液中5,10,15,20
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四(4
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羟苯基)卟啉与硝酸钴的摩尔比为1:4；步骤二中所述的球磨的时间为2h～3h，球磨的速度为200r/min～500r/min。其它步骤与具体实施方式一至
四相同。
[0038]具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同点是：步骤二中所述的熔覆粉末中金属有机框架的质量分数为2％～3％，石墨烯的质量分数为0.6％～1.2％，ZrO2粉的质量分数为5％～10％，氮化硼的质量分数为5～12％，余量为铜粉。其它步骤与具体实施方式一至五相同。
[0039]具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同点是：步骤四
②
中所述的激光熔覆装置包括光纤激光器、可移动装置和送粉器。其它步骤与具体实施方式一至六相同。
[0040]具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同点是：所述的光纤激光器的功率为1500W～2200W，扫描速度为100mm/min～120mm/min，搭接率为30％～50％。其它步骤与具体实施方式一至七相同。
[0041]具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一至八之本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高强耐磨农具涂层的制备方法，其特征在于该制备方法具体是按以下步骤完成的：一、制备金属有机框架：将5,10,15,20
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四(4
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羟苯基)卟啉溶液与硝酸钴/N,N
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二甲基甲酰胺溶液混合均匀，得到混合溶液；将混合溶液在温度为100℃下反应1h～2h，最后去除N,N
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二甲基甲酰胺，得到金属有机框架；二、制备熔覆粉末：将金属有机框架、石墨烯、ZrO2粉、氮化硼和铜粉混合，球磨，得到熔覆粉末；三、对农具进行预处理：使用砂纸对农具进行打磨至表面光亮，再使用无水乙醇清洗，干燥，得到预处理的农具；四、激光熔覆：
①
、将预处理的农具加热至450℃～550℃，再在450℃～550℃下加热1h～2h；
②
、采用激光熔覆装置将熔覆粉末熔覆于预处理的农具表面，在农具表面形成高强耐磨农具涂层。2.根据权利要求1所述一种高强耐磨农具涂层的制备方法，其特征在于所述的5,10,15,20
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四(4
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羟苯基)卟啉溶液的制备方法为：将5,10,15,20
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四(4
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羟苯基)卟啉分散到N,N
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二甲基甲酰胺中，得到5,10,15,20
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四(4
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羟苯基)卟啉溶液。3.根据权利要求1或2所述一种高强耐磨农具涂层的制备方法，其特征在于所述的5,10,15,20
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四(4
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羟苯基)卟啉溶液的浓...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵化启，李国晶，姚潍，何丽丽，张立军，
申请(专利权)人：佳木斯大学，
类型：发明
国别省市：