一种碳纤维材料表面热喷涂工艺[发明专利]

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 CN 110527939 A(43)申请公布日 2019.12.03

(21)申请号 201910975025.6(22)申请日 2019.10.14

(71)申请人 常州裕东制辊有限公司

地址 213000 江苏省常州市武进区高新区

南区龙飞路20号(72)发明人 刘伟　

(74)专利代理机构 北京盛凡智荣知识产权代理

有限公司 11616

代理人 魏蓓(51)Int.Cl.

C23C 4/02(2006.01)C23C 4/04(2006.01)C23C 4/12(2016.01)

权利要求书1页 说明书2页

(54)发明名称

一种碳纤维材料表面热喷涂工艺

(57)摘要

本发明涉及一种碳纤维材料表面热喷涂工艺，包括如下工艺步骤：S1、改变碳纤维材料的耐温性，将原有胶粘剂使用的环氧树脂，替换为更耐高温的特殊树脂；S2、在碳纤维材料和热喷涂层之间增加结合层，采用耐高温的无机型材料；S3、使碳纤维工件的整体温度在整个喷涂过程中，控制在不超过树脂结合剂以及无机结合层所能承受的温度范围，同时不影响涂层性能。本发明涂层和碳纤维表面有效喷涂结合，与结合层之间结合牢固，结合强度大，很好的结合了碳纤维材料和热喷涂层这两种材料的优势，相比传统普通碳纤维材料，热喷涂的碳纤维材料具有很高的稳定性，表面涂层提高了表面耐磨性能，耐温性能，延长了材料使用寿命。

CN 110527939 ACN 110527939 A

权　利　要　求　书

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1.一种碳纤维材料表面热喷涂工艺，其特征在于，包括如下工艺步骤：S1、改变碳纤维材料的耐温性，将原有胶粘剂使用的环氧树脂，替换为更耐高温的特殊树脂；

S2、在碳纤维材料和热喷涂层之间增加结合层，采用耐高温的无机型材料；S3、热喷涂工艺参数的配合：使碳纤维工件的整体温度在整个喷涂过程中，控制在不超过树脂结合剂以及无机结合层所能承受的温度范围，同时不影响涂层性能。

2.根据权利要求1所述的一种碳纤维材料表面热喷涂工艺，其特征在于：表面热喷涂方式包括火焰喷涂或超音速喷涂或等离子喷涂。

3.根据权利要求1所述的一种碳纤维材料表面热喷涂工艺，其特征在于：所述步骤S1中碳纤维材料包括碳纤维板材或碳纤维管材。

4.根据权利要求1所述的一种碳纤维材料表面热喷涂工艺，其特征在于：所述步骤S2中的热喷涂层包括陶瓷涂层或硬化钨涂层。

5.根据权利要求1所述的一种碳纤维材料表面热喷涂工艺，其特征在于：所述步骤S2中的结合层具备耐高温，抗氧化且表面具备一定粗糙度的特性。

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CN 110527939 A

说　明　书

一种碳纤维材料表面热喷涂工艺

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技术领域

[0001]本发明涉及热喷涂技术领域，具体是指一种碳纤维材料表面热喷涂工艺。背景技术

[0002]碳纤维是一种的力学性能优异的新材料，抗拉强度高，是同等截面钢材的7-10倍。重量轻，密度只有普通钢材的1/4，耐久性好，可阻抗化学腐蚀和恶劣环境、气候变化的破坏，适用范围广，可大幅度提高构件的承载能力、抗震性能和耐久性能。[0003]但碳纤维自身耐温性、硬度、耐磨度等性能都有不足，因此，需要在碳纤维材料表面涂层，能够增加表面硬度、耐温性、耐磨性，使这两种材料的特点互为补充，优点突出，在各设备应用方面具有很大的优势。

[0004]但是碳纤维材料跟金属材料之间相容性差，采用化学镀和溶胶凝胶法形成金属涂层具有强度低、工艺复杂的缺点，不适合大规模推广应用，亟待一种更方便操作的新型高效热喷涂工艺来解决现有喷涂问题。

发明内容

[0005]本发明要解决的技术问题是，克服现有技术缺点，提供一种碳纤维材料表面热喷涂工艺。

[0006]为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：一种碳纤维材料表面热喷涂工艺，包括如下工艺步骤：[0007]S1、改变碳纤维材料的耐温性，将原有胶粘剂使用的环氧树脂，替换为更耐高温的特殊树脂；[0008]S2、在碳纤维材料和热喷涂层之间增加结合层，采用耐高温的无机型材料；[0009]S3、热喷涂工艺参数的配合：使碳纤维工件的整体温度在整个喷涂过程中，控制在不超过树脂结合剂以及无机结合层所能承受的温度范围，同时不影响涂层性能。[0010]进一步的，表面热喷涂方式包括火焰喷涂或超音速喷涂或等离子喷涂。[0011]进一步的，所述步骤S1中碳纤维材料包括碳纤维板材或碳纤维管材。[0012]进一步的，所述步骤S2中的热喷涂层包括陶瓷涂层或硬化钨涂层。[0013]进一步的，所述步骤S2中的结合层具备耐高温，抗氧化且表面具备一定粗糙度的特性。

[0014]本发明具有如下优点：本发明涂层和碳纤维表面有效喷涂结合，与结合层之间结合牢固，结合强度大，很好的结合了碳纤维材料和热喷涂层这两种材料的优势；经喷涂涂层的碳纤维材料具有了高强度、高耐磨、轻量化的特点，相比传统普通碳纤维材料，碳纤维具有很高的稳定性，表面涂层提高了表面耐磨性能，耐温性能，延长了材料使用寿命。具体实施方式

[0015]下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明。

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CN 110527939 A[0016]

说　明　书

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一种碳纤维材料表面热喷涂工艺，包括如下工艺步骤：

[0017]S1、改变碳纤维材料的耐温性，将原有胶粘剂使用的环氧树脂，替换为更耐高温的特殊树脂；[0018]S2、在碳纤维材料和热喷涂层之间增加结合层，采用耐高温的无机型材料；[0019]S3、热喷涂工艺参数的配合：使碳纤维工件的整体温度在整个喷涂过程中，控制在不超过树脂结合剂以及无机结合层所能承受的温度范围，同时不影响涂层性能。[0020]作为改进，表面热喷涂方式包括火焰喷涂或超音速喷涂或等离子喷涂，所述步骤S1中碳纤维材料包括碳纤维板材或碳纤维管材，所述步骤S2中的热喷涂层包括陶瓷涂层或硬化钨涂层，所述步骤S2中的结合层具备耐高温，抗氧化且表面具备一定粗糙度的特性。[0021]需要进一步说明的是：碳纤维材料表面进行热喷涂(直接喷涂无法实现)，这里的热喷涂包括：火焰喷涂、超音速喷涂、等离子喷涂。[0022]第一步，改变碳纤维材料(如板材、管材等)的耐温性，纤维材料用环氧树脂作为胶粘剂，普通树脂耐温在80℃左右，必须使用特殊树脂使其表面能承受热喷涂产生的高温。[0023]第二步，必须在碳纤维材料和热喷涂层(如陶瓷涂层、硬化钨涂层)之间增加结合层，这个结合层必须具备耐高温，抗氧化，表面具备一定粗糙度等特性，我们选用耐高温的无机型材料。从而使热喷涂材料牢固地结合在碳纤维材料的表层，达到稳定性及工业使用的要求。[0024]第三步，热喷涂工艺参数的配合，在不影响涂层性能的前提下，把碳纤维工件的整体温度在整个喷涂过程中控制在一定的温度范围内，不超过树脂结合剂以及无机结合层所能承受的范围。[0025]虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

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