CN102676972A - 铂铑合金漏板的处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铂铑合金漏板的处理方法，包括：对铂铑合金漏板进行喷砂处理；热喷涂陶瓷氧化物至铂铑合金漏板表面形成涂层；在涂层表面涂覆无机剂封孔。本发明采用热喷涂的方法将陶瓷氧化物喷涂至铂铑合金漏板表面，形成具有抗氧化作用的涂层，减少了漏板在高温下氧化挥发。通过热喷涂方法形成的涂层抗击打能力强，熔化及半熔化的陶瓷氧化物与粗化的铂金基体经机械嵌合及物理-化学结合，结合强度较大，涂料不会出现开裂与脱落的现象，保证了漏板具有良好的表面稳定性。此外，本发明提供的方法具有经济、有效和使用方便等优点。实验结果表明，利用本发明提供的方法处理后的漏板与未经处理的漏板相比，损耗降低50%以上。

Description

铂铑合金漏板的处理方法

技术领域

本发明涉及漏板处理技术领域，更具体地说，涉及一种铂铑合金漏板的处理方法。

背景技术

铂铑合金是铂基含铑的二元合金，在玻璃纤维拉丝作业中具有重要作用，铂铑合金漏板是玻璃纤维生产中的主要装置之一。一般而言，铂铑合金漏板在升温过程中外表面容易形成PtO₂，PtO₂在较低温度下呈很薄的固态表面膜状，对漏板有一定保护作用。当温度高于约600℃以上，PtO₂不能以固态表面膜存在，而是以气态形式挥发，从而造成铂金的流失。铑在高温下的化学性能与铂十分相似，空气中铑在600℃就会被氧化为RhO₂，在800℃以上氧化物挥发。由于漏板的作业温度在1100℃~1300℃之间，而铂铑合金在1100℃~1300℃下易与空气中的氧气生成易挥发的PtO₂和RhO₂导致铂铑合金产生损耗，从而漏板的损耗随使用时间的增长逐渐增加，可高达几百克，在生产成本中占据很大比例。玻璃纤维行业中，生产成本中金属损耗控制一直属于重要环节，因此，为了增强企业竞争力，提高企业经济效益，降低铂铑合金漏板的使用损耗成为各企业的研发重点。

漏板防护的方法主要分为两种，例如申请号为200910018027.2和201110177635.5的中国专利文献报道了其中的一种方法，具体为：在漏板表面涂抹一层陶瓷物质，并烧结致密，然后浇注更换。但是，经高温烧结后的陶瓷在冷却过程中极易发生开裂，从而在后续在校正敲击中易脱落，工艺周期较长。另一种方法为，在漏板表面涂一层陶瓷前驱物，并附加粘结剂。此类方法虽不易造成漏板变形，但是，由于陶瓷前驱物怕水，从而同样造成工艺稳定性差的问题。因此利用上述方法在制备的涂层烧结后均可能存在开裂、脱落的问题，在后续的漏板校正、浇注过程中涂层可能被震碎，从而涂层开裂、脱落后不能有效对漏板表面防护。

热喷涂是一种利用某种热源如电弧、等离子喷涂或燃烧火焰等将粉末状或丝状的金属或非金属材料加热到熔融或半熔融状态，然后借助焰流本身或压缩空气以一定速度喷射到预处理过的基体表面，沉积而形成具有一定功能的表面涂层的技术。本发明人考虑，将热喷涂技术应用于铂铑合金漏板处理领域，减少漏板在高温下氧化挥发，避免铂铑合金漏板表面防护涂层开裂以及脱落现象的发生。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种铂铑合金漏板的处理方法，减少漏板在高温下氧化挥发，避免铂铑合金漏板表面防护涂层开裂以及脱落现象的发生。

为了解决以上技术问题，本发明提供一种铂铑合金漏板的处理方法，包括以下步骤：

步骤a）对铂铑合金漏板进行喷砂处理；

步骤b）热喷涂陶瓷氧化物至铂铑合金漏板表面形成涂层；

步骤c）在所述涂层表面涂覆无机剂封孔。

优选的，所述步骤a）具体为：

以30~100目白刚玉为砂料，利用喷砂机对铂铑合金漏板进行喷砂处理。

优选的，所述陶瓷氧化物为氧化锆、氧化铝、掺杂氧化锆或掺杂氧化铝。

优选的，所述步骤b）具体为：

超音速火焰喷涂陶瓷氧化物至铂铑合金漏板表面形成涂层，涂层厚度为0.1~1.2mm。

优选的，所述超音速火焰喷涂的喷涂距离为150~200mm，喷涂角度45°~135°。

优选的，所述步骤b）具体为：

火焰喷涂陶瓷氧化物至铂铑合金漏板表面形成涂层，涂层厚度为0.2~1.0mm。

优选的，所述火焰喷涂的喷涂距离为80~120mm，喷涂角度45°~135°。

优选的，所述步骤b）具体为：

等离子喷涂陶瓷氧化物至铂铑合金漏板表面形成涂层，涂层厚度为0.05~0.5mm。

优选的，所述等离子喷涂的喷涂距离为150~200mm，喷涂角度45°~135°。

优选的，所述无机剂封孔为浓度为0.5~4mol/L的硅酸钠溶液或浓度为0.5~4mol/L的磷酸钠溶液。

本发明提供一种铂铑合金漏板的处理方法，包括以下步骤：对铂铑合金漏板进行喷砂处理；热喷涂陶瓷氧化物至铂铑合金漏板表面形成涂层；在涂层表面涂覆无机剂封孔。与现有技术相比，本发明采用热喷涂的方法将陶瓷氧化物喷涂至铂铑合金漏板表面，形成具有抗氧化作用的涂层，减少了漏板在高温下氧化挥发。并且，通过热喷涂方法形成的涂层抗击打能力强，熔化及半熔化的陶瓷氧化物与粗化的铂金基体经机械嵌合及物理-化学结合，结合强度较大，即使经多次的校正打击，涂料不会出现开裂与脱落的现象。此外，本发明提供的方法具有经济、有效和使用方便等优点。实验结果表明，利用本发明提供的方法处理后的漏板与未经处理的漏板相比，损耗降低50%以上。

具体实施方式

下面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作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。

本发明公开了一种铂铑合金漏板的处理方法，包括以下步骤：

步骤a）对铂铑合金漏板进行喷砂处理；

步骤b）热喷涂陶瓷氧化物至铂铑合金漏板表面形成涂层；

步骤c）在所述涂层表面涂覆无机剂封孔。

在上述处理过程中，首先对铂铑合金漏板进行喷砂处理。本发明对于所述喷砂处理的过程并没有特别的限制，可以采用本领域技术人员熟知的喷砂的工艺。喷砂是采用压缩空气为动力，以形成高速喷射束将砂料高速喷射至需要处理的铂铑合金漏板表面，使铂铑合金漏板的外表面的外表或形状发生变化，由于砂料对铂铑合金漏板表面的冲击和切削作用，使铂铑合金漏板的表面获得一定的清洁度和不同的粗糙度，使铂铑合金漏板表面的机械性能得到改善，因此提高了铂铑合金漏板的抗疲劳性，增加了其和涂层之间的附着力，延长了涂层的耐久性，也有利于涂料的流平和装饰。

作为优选方案，所述步骤a）具体为：以30~100目白刚玉为砂料，利用喷砂机对铂铑合金漏板进行喷砂处理。在喷砂处理之前，对电极和漏嘴等部位进行防护；在喷砂处理中，着重对漏板的侧墙、法兰、托梁等部位粗化，同时喷砂压力优选为0.3~1MPa，更优选为0.3~0.5MPa；在喷砂处理后，优选利用压缩空气吹净砂料，并用酒精擦拭干净表面，用于下一步的热喷涂处理。

按照本发明，用于喷涂的陶瓷氧化物优选为氧化锆、氧化铝、掺杂氧化锆或掺杂氧化铝；具体的，所述掺杂氧化锆优选为掺杂氧化钇的氧化锆，更优选为掺杂8wt%氧化钇的氧化锆；所述掺杂氧化铝优选为掺杂氧化钛的氧化铝，更优选为掺杂3wt%氧化钛的氧化铝。上述材料在常温~1700℃与铂铑合金漏板材质的膨胀系数基本一致，反复剧烈升温至1300℃，常温冷却，不会出现涂层剥落的现象。在喷涂过程中，将漏板放置于旋转平台，对漏板粗化部位喷涂，对不需喷涂的部位采用不锈钢遮盖，喷涂2~3遍。所述热喷涂方法优选为火焰喷涂、超音速火焰喷涂或等离子喷涂。所述火焰喷涂即常规火焰喷涂，利用火焰为热源，将陶瓷氧化物加热到熔融状态，在高速气流的推动下形成雾流，喷射到基体上，喷射的微小熔融颗粒撞击在基体上时，产生塑性变形，成为片状叠加沉积涂层。所述步骤b）具体为：火焰喷涂陶瓷氧化物至铂铑合金漏板表面形成涂层，涂层厚度为0.2~1.0mm；火焰喷涂的喷涂距离为80~120mm，喷涂角度45°~135°。

超音速火焰喷涂又称高速氧燃料喷涂，将气态或液态燃料与高压混合后在特定的燃料室或喷嘴中燃烧，产生高温、高速的火焰用于喷涂。由于燃烧火焰的速度是音速的数倍，因此称为超音速火焰喷涂。与常规的火焰喷涂不同，超音速火焰喷涂采用特殊设计的燃烧室和喷嘴，驱动大流量的燃料并用高压氧气助燃，从而获得超高速度的燃烧焰流。作为优选方案，所述步骤b）具体为：超音速火焰喷涂陶瓷氧化物至铂铑合金漏板表面形成涂层，涂层厚度为0.1~1.2mm；超音速火焰喷涂的喷涂距离为150~200mm，喷涂角度45°~135°。

等离子喷涂采用由直流电驱动的等离子电弧作为热源，将陶瓷氧化物加热到熔融或半熔融状态，并以高速喷向经过预处理的工件表面而形成附着牢固的表面层的方法。所述步骤b）具体为：等离子喷涂陶瓷氧化物至铂铑合金漏板表面形成涂层，涂层厚度为0.05~0.5mm；等离子喷涂的喷涂距离为150~200mm，喷涂角度45°~135°。

本发明采用热喷涂的方法将陶瓷氧化物喷涂至铂铑合金漏板表面，形成具有抗氧化作用的涂层，减少了漏板在高温下氧化挥发。并且，通过热喷涂方法形成的涂层抗击打能力强，熔化及半熔化的陶瓷氧化物与粗化的铂金基体经机械嵌合及物理-化学结合，结合强度较大，即使经多次的校正打击，涂料不会出现开裂与脱落的现象。

在热喷涂处理完成后，优选对漏板产生的微量变形校正，然后在所述涂层表面涂覆无机剂封孔。作为优选方案，所述无机封孔剂优选为硅酸钠或磷酸盐，所述硅酸钠优选为硅酸钠溶液，所述磷酸盐优选为磷酸钠溶液。所述涂覆硅酸钠溶液的浓度优选为0.5~4mol/L，更优选为1~3mol/L，最优选为2mol/L。磷酸钠溶液浓度优选为0.5~4mol/L，更优选为0.5~3mol/L，最优选为1mol/L。涂覆无机剂封孔的目的在于封孔，具体优选为：用刷子在涂层表面涂一层硅酸钠溶液或磷酸钠溶液并放置一定角度使其自动成膜，并除去余量，在100℃下干燥。

综上所述，本发明提供的方法具有经济、有效和使用方便等优点，是一种耐高温、抗氧化性好的方法。并且，得到的涂层的性能稳定、防护效果好。实验结果表明，利用本发明提供的方法处理后的漏板与未经处理的漏板相比，损耗降低50%以上，节约了成本。

为了进一步说明本发明的技术方案，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。

本发明实施例采用的原料和装置均为市购。

实施例1

超音速火焰喷涂铂铑合金漏板

1、粗化

将漏板喷砂，砂料选用30目白刚玉，对漏板的侧墙、法兰，托梁、电极侧墙等部位喷砂，喷砂压力选用为0.3Mpa，对电极、漏嘴及过滤网保护，压缩空气除去灰尘，利用酒精做进一步清洁。

2、超音速火焰喷涂

采用煤油-氧气提供热源，将已喷砂的漏板放置于旋转平台上，超音速火焰喷涂氧化铝·3wt%氧化钛粉末至铂铑合金漏板表面形成涂层，涂层厚度为0.1~1.2mm，喷涂距离为150~200mm，喷涂角度45°~135°。

3、封孔

将喷涂引起的局部变形校正，温度冷至80℃以下在涂层表面涂0.5mol/L硅酸钠溶液（水玻璃），将漏板倾斜45°，自然成膜，低温烘干回库。

本实施例处理后的漏板使用约12个月后，漏板未出现开裂与涂层脱落等现象。将市购的型号漏板采用超音速火焰喷涂与未喷涂漏板使用约12个月的损耗数据对比。未喷涂漏板的损耗质量为238.5g；对本实施例处理后的漏板进行6组平行实验，损耗质量分别为90.3g、102.3g、99.5g、105.6g、101.6g和113.2g，具体数据如表1所示。

表1未喷涂漏板与实施例1处理的漏板的损耗

实施例2

火焰喷涂铂铑合金漏板

1、粗化

将漏板喷砂，砂料选用80目白刚玉，对漏板的侧墙、法兰，托梁、电极侧墙等部位喷砂，喷砂压力选用为0.5Mpa，对电极、漏嘴及过滤网保护，压缩空气除去灰尘，利用酒精做进一步清洁。

2、火焰喷涂

采用氧-乙炔气体燃烧提供能源，将已喷砂的漏板放置于旋转平台上，火焰喷涂氧化锆·8wt%氧化钇粉末至铂铑合金漏板表面形成涂层，涂层厚度为0.2~1.0mm，喷涂距离为80~120mm，喷涂角度45°~135°。

3、封孔

将喷涂引起的局部变形校正，温度冷至80℃以下涂2mol/L硅酸钠溶液（水玻璃），将漏板倾斜45°，自然成膜，低温烘干回库。

本实施例处理后的漏板使用约12个月后，漏板未出现开裂与涂层脱落等现象。将市购的型号漏板采用火焰喷涂与未喷涂漏板使用约12个月的损耗数据对比。未喷涂漏板的损耗质量为238.5g；对本实施例处理后的漏板进行6组平行实验，损耗质量分别为111.3、105.9g、103.3g、108.7g、113.1g和100.5g，具体数据如表2所示。

表2未喷涂漏板与实施例2处理的漏板的损耗

实施例3

等离子喷涂铂铑合金漏板

1、粗化

将漏板喷砂，砂料选用60目白刚玉，对漏板的侧墙、法兰，托梁、电极侧墙等部位喷砂，喷砂压力选用为0.5Mpa，对电极、漏嘴及过滤网保护，压缩空气除去灰尘，用酒精做进一步清洁。

2、等离子喷涂

以等离子弧为能源，将已喷砂的漏板放置于旋转平台上，等离子喷涂氧化锆·8wt%氧化钇粉末至铂铑合金漏板表面形成涂层，涂层厚度为0.05~0.5mm，喷涂距离为150~200mm，喷涂角度45°~135°。

3、封孔

将喷涂引起的局部变形校正，温度冷至80℃以下涂2mol/L硅酸钠溶液（水玻璃），将漏板倾斜45°，自然成膜，低温烘干回库。

本实施例处理后的漏板使用约12个月后，漏板未出现开裂与涂层脱落等现象。将市购的型号漏板采用等离子喷涂与未喷涂漏板使用约12个月的损耗数据对比。未喷涂漏板的损耗质量为238.5g；对本实施例处理后的漏板进行6组平行实验，损耗质量分别为95.3g、99.6g、104.3g、108.3g、95.6g和98.6g，具体数据如表3所示。

表1未喷涂漏板与实施例3处理的漏板的损耗

实施例4

火焰喷涂铂铑合金漏板

1、粗化

将漏板喷砂，砂料选用60目白刚玉，对漏板的侧墙、法兰，托梁、电极侧墙等部位喷砂，喷砂压力选用为0.6Mpa，对电极、漏嘴及过滤网保护，压缩空气除去灰尘，用酒精做进一步清洁。

2、热喷涂

采用氧-氢气燃烧提供能源，将已喷砂的漏板放置于旋转平台上，火焰喷涂氧化铝粉末至铂铑合金漏板表面形成涂层，涂层厚度为0.2~1.0mm，喷涂距离为80~120mm，喷涂角度45°~135°。

3、封孔

将喷涂引起的局部变形校正，温度冷至80℃以下涂1mol/L磷酸钠溶液，将漏板倾斜45°，自然成膜，低温烘干回库。

本实施例处理后的漏板使用约12个月后，漏板未出现开裂与涂层脱落等现象。将市购的型号漏板采用火焰喷涂与未喷涂漏板使用约12个月的损耗数据对比。未喷涂漏板的损耗质量为238.5g；对本实施例处理后的漏板进行6组平行实验，损耗质量分别为105.6g、98.7g、115.4g、95.3g、103.4g和112.8g，具体数据如表4所示。

表4未喷涂漏板与实施例4处理的漏板的损耗

通过上述实施例可以看出，本发明采用热喷涂方法可以得到稳定的抗氧化涂层，损耗减少50%以上且十分稳定。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种铂铑合金漏板的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤a）对铂铑合金漏板进行喷砂处理；

步骤b）热喷涂陶瓷氧化物至铂铑合金漏板表面形成涂层；

步骤c）在所述涂层表面涂覆无机剂封孔。

2.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述步骤a）具体为：

以30~100目白刚玉为砂料，利用喷砂机对铂铑合金漏板进行喷砂处理。

3.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述陶瓷氧化物为氧化锆、氧化铝、掺杂氧化锆或掺杂氧化铝。

4.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述步骤b）具体为：

超音速火焰喷涂陶瓷氧化物至铂铑合金漏板表面形成涂层，涂层厚度为0.1~1.2mm。

5.根据权利要求4所述的处理方法，其特征在于，所述超音速火焰喷涂的喷涂距离为150~200mm，喷涂角度45°~135°。

6.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述步骤b）具体为：

火焰喷涂陶瓷氧化物至铂铑合金漏板表面形成涂层，涂层厚度为0.2~1.0mm。

7.根据权利要求6所述的处理方法，其特征在于，所述火焰喷涂的喷涂距离为80~120mm，喷涂角度45°~135°。

8.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述步骤b）具体为：

等离子喷涂陶瓷氧化物至铂铑合金漏板表面形成涂层，涂层厚度为0.05~0.5mm。

9.根据权利要求8所述的处理方法，其特征在于，所述等离子喷涂的喷涂距离为150~200mm，喷涂角度45°~135°。

10.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述无机剂封孔为浓度为0.5~4mol/L的硅酸钠溶液或浓度为0.5~4mol/L的磷酸钠溶液。