CN102560606A - 纳米金刚石微粉复合镀铬的泵筒、生产工艺及生产装置 - Google Patents

纳米金刚石微粉复合镀铬的泵筒、生产工艺及生产装置 Download PDF

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本发明公开了一种纳米金刚石微粉复合镀铬的泵筒、生产工艺及生产装置，所述泵筒的表面层形成有复合镀铬层，生产工艺为：第一步：泵筒捆扎在阴极挂具上；第二步：把阴极挂具放入调整好的镀筒中；第三步：通过升降机构把阳极棒放入泵筒内孔中；第四步：启动控制机构，驱使阳极棒在泵筒内孔中做往复运动进行作业；生产装置是由控制机构、阴极机构、阳极机构、镀筒、升降机构、循环槽和调整槽组成，其中控制机构与升降机构连接，阴极机构放置在镀筒电极座上，控制机构通过阴极电缆与阴极机构连接，镀筒垂直设置，有益效果：耐磨性好，镀层厚，没有穿透腐蚀的问题，产品质量高，质量稳定。

Description

纳米金刚石微粉复合镀铬的泵筒、生产工艺及生产装置
技术领域
本发明涉及一种复合镀铬的泵筒、生产工艺及生产装置，特别涉及一种纳米金刚石微粉复合镀铬的泵筒、生产工艺及生产装置。
背景技术
目前，石油行业采用的电镀泵筒，镀层硬度仅为900-1000HV，致使耐磨、抗腐蚀性能不是很好，极大地降低了电镀泵筒的使用寿命，增加了生产成本和工人的劳动强度。限制了生产效率的提高，阻碍了生产的发展。
传统的泵筒镀铬工艺是在装有静止电解液的槽中把镀件作为阴极，阳极插入镀件内孔，两端用具有绝缘性质的支撑架，将管件和阳极棒定位并绝缘。这种镀铬装置极限电流密度低，沉积速度慢，生产效率低下，镀层质量不稳定。近年来又产生了很多新的高速镀铬方法及装置，其主要方法是将泵筒水平放置，在泵筒内轴向放置一个阳极棒，泵筒两端用绝缘夹具定位和密封，阳极棒在往复机构的带动下，在泵筒内往复移动，电解液在阴阳极之间的环状空间内高速流动，从而提高极限电流密度，加快镀铬速度，但是该装置结构复杂，维护困难，两端密封处易泄露，造成环境污染。
发明内容
本发明的主要目的是为了解决现有石油行业中所用镀铬泵筒耐磨性差、抗腐蚀性不好，致使增加生产成本和降低生产效率的问题；
本发明的另一个目的是为了解决现有镀铬泵筒的工艺和装置中，工艺和结构复杂，维护困难，容易造成环境污染的问题；
本发明为了达到上述目的，解决上述问题而提供的一种纳米金刚石微粉复合镀铬的泵筒、生产工艺及生产装置。
本发明所述的纳米金刚石微粉复合镀铬的泵筒，其表面层形成有复合镀铬层，复合镀铬层内布设有纳米金刚石微粉颗粒，复合镀铬层内含有纳米金刚石微粉颗粒能够极大地增加泵筒的耐磨性和耐腐蚀性，复合镀铬层的硬度为1300HV100，硬度极高，耐磨性相当强，抗腐蚀性能是普通电镀泵筒的3倍，复合镀铬层的厚度为几微米-几毫米。
本发明所述的纳米金刚石微粉复合镀铬的生产工艺如下所述：
第一步：经去污处理的待镀泵筒捆扎在阴极挂具上；
第二步：把捆扎有泵筒的阴极挂具放入调整好的镀筒中，镀筒垂直设置，镀筒的材质为PVC，镀筒内装有镀液；
第三步：把与阳极电缆相连接的阳极棒套上扶正套后，通过升降机构把阳极棒放入泵筒内孔中，扶正套的材质为PVC，能够起到定位和绝缘作用；
第四步：启动控制机构，驱使升降机构带动阳极棒在泵筒内孔中做往复运动，开始电镀作业，镀液在阴阳极的环形空间内流动实现多层镀。
上述工艺中的主要工艺参数如下：
镀液温度：55±1℃
电流密度：50A/dm2
阳极往复速度：1.14m/min
阳极棒长度：580mm
镀液成分：纳米金刚石微粉：3.0g/L，粒度50nm-80nm
Gr3+：3-10g/L
铬酐：250g/L
硫酸：2.5g/L
实现上述纳米金刚石微粉复合镀铬工艺的生产装置是由控制机构、阴极机构、阳极机构、镀筒、升降机构、循环槽和调整槽组成，其中控制机构与升降机构连接控制阳极机构的升降及电流的大小，阴极机构放置在镀筒电极座上，控制机构通过阴极电缆与阴极机构连接，镀筒垂直设置，内装有配制好的含有纳米金刚石微粉颗粒的镀液，镀液中设有温度感应器，温度感应器与控制机构连接，镀筒与循环槽连通，循环槽与调整槽连通，调整槽与镀筒连通。
控制机构是由可编程逻辑控制器PLC组成，PLC连接有变频器和整流板，通过变频器和整流板对阳极机构的升降和电流进行控制，通过采集热电阻的温度反馈信号与给定信号进行比较，以较高的频率调节占空比，把镀铬温度精确控制在使用范围内，大大提高了整个装置的运行稳定性。
阴极机构是由阴极挂具和捆扎在阴极挂具上的泵筒组成。
阳极机构是由阳极电缆、阳极棒及套在阳极棒上的扶正套组成。
阴极机构放置在镀筒电极座上，阳极棒通过阳极电缆与升降机构连接，在升降机构的带动下，阳极棒在泵筒内做往复运动，循环槽内的镀液在管道泵的作用下在阴阳极之间的环状空间内循环流动，循环槽连通有调整槽，调整槽能够将循环流动的镀液中的杂质滤除及控制Gr3+浓度，使镀液的各项工作指标达到正常范围，调整槽内的镀液输入到镀筒内进行多层镀铬作业。
本发明的有益效果：
1、本发明所述的纳米金刚石微粉复合镀铬的泵筒硬度高，硬度能够达到1300HV100，硬度是普通镀铬泵筒的3倍，而且耐磨性好，镀层厚，没有穿透腐蚀的问题。
2、本发明所述的生产装置结构简单，运行平稳，维护方便，而且占地空间小，自动化程度高，产品质量高，质量稳定。
3、阳极移动，实现多层复合镀层，层数可达几百层，防腐能力相当强。
4、表层有很多微裂纹，能储存一定量的石油，起到润滑作用，提高抽油泵使用寿命。
附图说明
图1为本发明所述泵筒的放大结构示意图。
图2为本发明所述装置结构示意图。
图3为本发明所述阳极棒工作状态放大示意图。
图4为本发明所述扶正套放大俯视图。
1、泵筒  2、复合镀铬层  3、纳米金刚石微粉颗粒  4、控制机构
5、阴极机构  7、镀筒  8、升降机构  9、循环槽  10、调整槽
11、阴极电缆  12、镀液  13、阳极电缆  14、阳极棒  15、扶正套。
具体实施方式
请参阅图1、图2、图3、图4所示：
本发明所述的纳米金刚石微粉复合镀铬的泵筒1，其表面层形成有复合镀铬层2，复合镀铬层2内布设有纳米金刚石微粉颗粒3，复合镀铬层2内含有纳米金刚石微粉颗粒3能够极大地增加泵筒1的耐磨性和耐腐蚀性，复合镀铬层2的硬度为1300HV100，硬度极高，耐磨性相当强，抗腐蚀性能是普通镀铬的三倍，复合镀铬层2的厚度为几微米-几毫米。
本发明所述的纳米金刚石微粉复合镀铬的生产工艺如下所述：
第一步：经去污处理的待镀泵筒1捆扎在阴极挂具上；
第二步：把捆扎有泵筒1的阴极挂具放入调整好的镀筒7中，镀筒7垂直设置，镀筒7的材质为PVC，镀筒7内装有镀液12；
第三步：把与阳极电缆13相连接的阳极棒14套上扶正套15后，通过升降机构8把阳极棒14放入泵筒1的内孔中，扶正套15的材质为PVC，能够起到定位和绝缘作用；
第四步：启动控制机构4，驱使升降机构8带动阳极棒14在泵筒1的内孔中做往复运动，开始电镀作业，镀液12在阴阳极的环形空间内流动实现多层镀。
上述工艺中的主要工艺参数如下：
镀液12的温度：55±1℃
电流密度：50A/dm2
阳极往复速度：1.14m/min
阳极棒14的长度：580mm
镀液12的成分：纳米金刚石微粉颗粒3：3.0g/L，粒度50nm-80nm
Gr3+：3-10g/L
铬酐：250g/L
硫酸：2.5g/L
实现上述纳米金刚石微粉复合镀铬工艺的生产装置是由控制机构4、阴极机构5、阳极机构、镀筒7、升降机构8、循环槽9和调整槽10组成，其中控制机构4与升降机构8连接控制阳极机构的升降及电流的大小，阴极机构5放置在镀筒7的电极座上，控制机构4通过阴极电缆11与阴极机构5连接，镀筒7垂直设置，内装有配制好的含有纳米金刚石微粉颗粒3的镀液12，镀液12中设有温度感应器，温度感应器与控制机构4连接，镀筒7与循环槽9连通，循环槽9与调整槽10连通，调整槽10与镀筒7连通。
控制机构4是由可编程逻辑控制器PLC组成，PLC连接有变频器和整流板，通过变频器和整流板对阳极机构的升降和电流进行控制，通过采集热电阻的温度反馈信号与给定信号进行比较，以较高的频率调节占空比，把镀铬温度精确控制在使用范围内，大大提高了整个装置的运行稳定性。
阴极机构5是由阴极挂具和捆扎在阴极挂具上的泵筒1组成。
阳极机构是由阳极电缆13、阳极棒14及套在阳极棒14上的扶正套15组成。
阴极机构5放置在镀筒7的电极座上，阳极棒14通过阳极电缆13与升降机构8连接，在升降机构8的带动下，阳极棒14在泵筒1内做往复运动，循环槽9内的镀液12在管道泵的作用下在阴阳极之间的环状空间内循环流动，循环槽9连通有调整槽10，调整槽10能够将循环流动的镀液12中的杂质滤除及控制Gr3+浓度，使镀液12的各项工作指标达到正常范围，调整槽10内的镀液12输入到镀筒7内进行多层镀铬作业。

Claims (10)

1.一种纳米金刚石微粉复合镀铬的泵筒，其特征在于：其表面层形成有复合镀铬层，复合镀铬层内布设有纳米金刚石微粉颗粒。
2.根据权利要求1所述的纳米金刚石微粉复合镀铬的泵筒，其特征在于：所述的复合镀铬层的硬度为1300HV100。
3.根据权利要求1所述的纳米金刚石微粉复合镀铬的泵筒，其特征在于：所述的复合镀铬层的厚度为几微米-几毫米。
4.一种纳米金刚石微粉复合镀铬的生产工艺，其工艺步骤如下所述：
第一步：经去污处理的待镀泵筒捆扎在阴极挂具上；
第二步：把捆扎有泵筒的阴极挂具放入调整好的镀筒中，镀筒垂直设置，镀筒内装有镀液；
第三步：把与阳极电缆相连接的阳极棒套上扶正套后，通过升降机构把阳极棒放入泵筒内孔中；
第四步：启动控制机构，驱使升降机构带动阳极棒在泵筒内孔中做往复运动，开始电镀作业，镀液在阴阳极的环形空间内流动实现多层镀。
5.根据权利要求4所述的纳米金刚石微粉复合镀铬的生产工艺，其工艺参数如下所述：
镀液温度：55±1℃
电流密度：50A/dm2
阳极往复速度：1.14m/min
阳极棒长度：580mm
镀液成分：纳米金刚石微粉：3.0g/L，粒度50nm-80nm
Gr3+：3-10g/L
铬酐：250g/L
硫酸：2.5g/L 。
6.根据权利要求4所述的纳米金刚石微粉复合镀铬的生产工艺，其特征在于：所述的镀筒的材质为PVC。
7.根据权利要求4所述的纳米金刚石微粉复合镀铬的生产工艺，其特征在于：所述的扶正套的材质为PVC。
8.一种纳米金刚石微粉复合镀铬的生产装置，其特征在于：是由控制机构、阴极机构、阳极机构、镀筒、升降机构、循环槽和调整槽组成，其中控制机构与升降机构连接控制阳极机构的升降及电流的大小，阴极机构放置在镀筒电极座上，控制机构通过阴极电缆与阴极机构连接，镀筒垂直设置，内装有配制好的含有纳米金刚石微粉颗粒的镀液，镀液中设有温度感应器，温度感应器与控制机构连接，镀筒与循环槽连通，循环槽与调整槽连通，调整槽与镀筒连通。
9.根据权利要求8所述的纳米金刚石微粉复合镀铬的生产装置，其特征在于：所述的控制机构是由可编程逻辑控制器PLC组成，PLC连接有变频器和整流板，通过变频器和整流板对阳极机构的升降和电流进行控制，通过采集热电阻的温度反馈信号与给定信号进行比较，以较高的频率调节占空比，把镀铬温度精确控制在使用范围内。
10.根据权利要求8所述的纳米金刚石微粉复合镀铬的生产装置，其特征在于：所述的阳极机构是由阳极电缆、阳极棒及套在阳极棒上的扶正套组成。 
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