CN104174572A - 一种外衬氟工件的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种外衬氟工件的制造方法，其特征在于：本制造方法包括以下步骤：步骤1，对金属坯体进行预处理；步骤2，对预处理过的金属坯体首先实施喷涂过程，在金属坯体外表面均匀的喷涂PFA涂层；所述PFA涂层分为底料、中间料和面料，依次喷涂在金属坯体外表面上；步骤3，其次将PTFE薄膜均匀的缠绕在工件上，再将玻璃纤维布缠绕在PTFE薄膜上，将其捆扎紧实；步骤4，将步骤3中处理过的金属坯体放入四氟烧结炉内进行高温烧结，烧结完成后待其冷却，去除表面的玻璃纤维布；步骤5，清理表面，并作20kv高压放电测试。这种制备工件的方法大大降低了产品的造价，杜绝了PTFE衬氟层与工件钢坯脱离的现象，并且耐磨损性更强。
Description
技术领域
本发明属于化工防腐技术领域，具体涉及一种采用复合工艺的外衬氟工件的制造方法。
背景技术
搅拌器是化工生产中常用的设备，一般用于化工反应釜、反应槽等，并且大部分为腐蚀性反应介质，需要搅拌器也具有很好的耐腐蚀性，而采用外衬氟塑料的搅拌器是一种很好的选择。
现有技术中，外衬氟塑料的搅拌器，一般采用PTFE缠绕烧结工艺或者喷涂ETFE、PFA工艺来制作，但采用单一工艺存在如下问题：
1、PTFE缠绕烧结工艺制备的搅拌器，其工艺为：将多道PTFE薄膜均匀的缠绕到搅拌钢坯上，并且达到规定的厚度（一般为2～5mm），再在PTFE薄膜外层紧密的缠绕多道玻璃纤维带，再将工件放入高温烧结炉内，升温至380℃左右，此时PTFE薄膜受热膨胀，但玻璃纤维带膨胀系数远小于PTFE，限制住PTFE的膨胀，从而使多道熔融状态的PTFE薄膜相互挤压渗透，形成一个整体PTFE防腐层，示意图见图1。由于此工艺，要求外包的玻璃纤维带缠绕的非常紧密，因此对缠绕的工件有特殊的要求，最佳的截面形状为圆形（见图2的部位1），此形状在PTFE受热膨胀时，玻璃纤维带能缠绕的很紧密，并且不会向外侧变形、松散，能得到很好的PTFE防腐层。但一般的搅拌器，特别是叶片，截面不可能完全是圆形的，一般是扁圆形（见图2的部件2），特别是叶片与搅拌轴连接处（见图2的部位3）、叶片头部等部位（见图2的部位4），由于形状复杂，缠绕的玻璃纤维带不能很好的固定紧，在高温烧结时，不能有效的限制住PTFE的膨胀，会随着PTFE的膨胀同时向外侧松动变形，由于PTFE膨胀时没有很好的受到玻璃纤维带的挤压，所得到的PTFE防腐层密度低、致密性差，往往在烧结完成后或使用一段时间后，会出现夹层、裂纹等缺陷，影响了设备的使用寿命。而且，由于PTFE的不粘性，其与钢坯不能紧密的附着成一体，PTFE与钢坯之间存在空隙，在高温、高真空状态下使用，经常会出现剥离脱壳现象，致使PTFE防腐层破裂失效。
2、喷涂ETFE、PFA的搅拌器，其防腐性能、抗剥离性能、致密性都很好，但由于喷涂的厚度比较薄，一般为0.8～1.2mm左右，搅拌器在长期运行中，介质对其连续的冲刷，对涂层磨损很大，使用寿命较短。由于需要考虑耐磨原因，涂层必须要在1mm左右，所使用的喷涂用氟塑原料都为国外进口材料，价格昂贵，且每次喷涂的厚度在0.1mm以内，要达到规定的厚度，必须多次喷涂和烧结，所耗费的人工与电费也非常的多，因此喷涂氟塑的造价也非常高，限制了其使用范围。
发明内容
所要解决的技术问题：
本发明针对上述缺陷，提供一种外衬氟工件的制造方法，充分发挥喷涂氟材料和缠绕氟材料各自的特点，并将两者有效的结合在一起。
技术方案：
为了实现以上功能，本发明提供了一种外衬氟工件的制造方法，其特征在于：本制造方法包括以下步骤：
步骤1，对金属坯体进行高温脱脂、喷砂除锈的预处理；
步骤2，对预处理过的金属坯体首先实施喷涂过程，在金属坯体外表面均匀的喷涂PFA涂层；所述PFA涂层分为底料、中间料和面料，依次喷涂在金属坯体外表面上；
步骤3，其次将氟树脂膜均匀的缠绕在工件上，再将玻璃纤维布缠绕在氟树脂膜上，将其捆扎紧实；
步骤4，将步骤3中处理过的金属坯体放入四氟烧结炉内进行高温烧结，烧结完成后待其冷却，去除表面的玻璃纤维布；
步骤5，清理表面，并作20kv高压放电测试，工件制备完成。
作为一种优选，步骤3中所述的氟树脂膜为PTFE 薄膜。
进一步的，所述步骤2具体为：
步骤2.1，在金属坯体外表面均匀的喷涂底料，所述底料的厚度控制在3～10μm之间，干燥后进行烧结，烧结温度控制在300～400℃，烧结时间为1.5～2小时；
步骤2.2，中间料喷涂厚度为200～350μm，烧结温度控制在300～380℃之间；
步骤2.3，最后再喷涂面料层，厚度为10～20μm，烧结温度控制在300～380℃之间，烧结时间1.5～2小时，完成后即为喷涂工艺结束。
作为一种优选，步骤3中，所述PTFE薄膜分为若干层，每层厚度为100μm，需20～40层PTFE薄膜，使总厚度达到2～4mm。
作为一种优选，步骤3中，所述玻璃纤维布需4～6层。
步骤4中，所述高温烧结工艺的温度为380～400℃，烧结时间3～10小时。
作为一种优选，所述步骤2.2中，中间料分次进行喷涂，每层喷涂的厚度为80～120μm，烧结温度控制在300～380℃之间，每层的烧结时间2～3小时，直至达到规定厚度为止。
有益效果：
本发明先将工件按喷涂工艺，喷涂厚度为250～400μm的PFA氟树脂涂层，意味着大大降低了产品造价。PFA氟树脂涂层又分为底料、中间料和面料三种类别，底料的作用是与钢坯有良好的附着力，中间料起衔接作用，面料起防腐蚀、防渗透的作用。
其次，再进一步进行缠绕烧结2～4mm厚的PTFE氟塑防腐层，PTFE氟塑层与底部的喷涂层在高温烧结时，紧密地融合成一个整体，形成了完整的氟塑防腐层。杜绝了PTFE衬氟层与工件钢坯脱离的现象，在高温、高真空的状态下使用，也不会出现剥离脱壳现象。底部的喷涂层已经形成了致密的耐腐蚀涂层，因为其外衬了PTFE防腐层，耐磨损性更强。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：
图1为采用现有的缠绕烧结工艺制备出的工件结构示意图；
图2为采用现有的缠绕烧结工艺制备出的工件结构示意图；
图3为本发明外衬氟工件的制造方法制备过程中喷涂工艺过程的结构示意图；
图4为采用本发明外衬氟工件的制造方法制备出的工件结构示意图。
具体实施方式
本发明提供一种外衬氟工件的制造方法，为使本发明的目的，技术方案及效果更加清楚，明确，以及参照附图并举实例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
一种外衬氟工件的制造方法，其特征在于：本制造方法包括以下步骤：
步骤1，对金属坯体进行高温脱脂、喷砂除锈的预处理；
步骤2，对预处理过的金属坯体首先实施喷涂过程，在金属坯体外表面均匀的喷涂PFA涂层；所述PFA涂层分为底料、中间料和面料，依次喷涂在金属坯体外表面上；
步骤3，其次将氟树脂膜均匀的缠绕在工件上，再将玻璃纤维布缠绕在氟树脂膜上，将其捆扎紧实；
步骤4，将步骤3中处理过的金属坯体放入四氟烧结炉内进行高温烧结，烧结完成后待其冷却，去除表面的玻璃纤维布；
步骤5，清理表面，并作20kv高压放电测试，工件制备完成。
作为一种优选，步骤3中所述的氟树脂膜为PTFE 薄膜。
进一步的，所述步骤2具体为：
步骤2.1，在金属坯体外表面均匀的喷涂底料，所述底料的厚度控制在3～10μm之间，干燥后进行烧结，烧结温度控制在300～400℃，烧结时间为1.5～2小时；
步骤2.2，中间料喷涂厚度为200～350μm，烧结温度控制在300～380℃之间；
步骤2.3，最后再喷涂面料层，厚度为10～20μm，烧结温度控制在300～380℃之间，烧结时间1.5～2小时，完成后即为喷涂工艺结束。
作为一种优选，步骤3中，所述PTFE薄膜分为若干层，每层厚度为100μm，需20～40层PTFE薄膜，使总厚度达到2～4mm。
作为一种优选，步骤3中，所述玻璃纤维布需4～6层。
步骤4中，所述高温烧结工艺的温度为380～400℃，烧结时间3～10小时。
作为一种优选，所述步骤2.2中，中间料分次进行喷涂，每层喷涂的厚度为80～120μm，烧结温度控制在300～380℃之间，每层的烧结时间2～3小时，直至达到规定厚度为止。
本发明先将工件按喷涂工艺，喷涂厚度为250～400μm的PFA氟树脂涂层，常规喷涂的工件，考虑到磨损、防腐蚀等因素，喷涂厚度一般为800～1200μm的PFA氟树脂涂层，使用的PFA氟树脂要多很多，喷涂用PFA氟树脂价格比较高，而且涂层越厚，喷涂和烧结的遍数也越多，施工费用与电费也增加很多，因此造价也很高，减少氟树脂的使用量，本发明采取的技术方案意味着大大降低了产品造价。PFA氟树脂涂层又分为底料、中间料和面料三种类别，底料的作用是与钢坯有良好的附着力，中间料起衔接作用，面料起防腐蚀、防渗透的作用。
本发明将先喷涂氟塑层的工件，再进一步进行缠绕烧结2～4mm厚的PTFE氟塑防腐层，PTFE氟塑层与底部的喷涂层在高温烧结时，紧密地融合成一个整体，形成了完整的氟塑防腐层。
本发明采用的喷涂氟塑层，与工件钢坯紧密结合，形成良好的耐腐蚀保护层，而且在下道缠绕工序中，能与缠绕的PTFE氟塑层在烧结时融合成一个整体，杜绝了PTFE衬氟层与工件钢坯脱离的现象，在高温、高真空的状态下使用，也不会出现剥离脱壳现象。底部的喷涂层已经形成了致密的耐腐蚀涂层，因为其外衬了PTFE防腐层，不需要考虑耐磨损，厚度可以比常规的单一喷涂工件的涂层要薄很多，大大降低了造价。表面缠绕外衬的PTFE衬层，厚度比较厚，在正常工况下，可以经受长时间的介质磨损损耗，能达到较长的使用寿命，并且在那些非圆截面及那些容易发生问题的部位，由于缠绕工艺固有缺陷造成的表面如果出现微小的裂纹，由于内部有致密的喷涂防腐层保护，介质也不会对工件钢坯造成腐蚀损坏。
可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (7)
1.一种外衬氟工件的制造方法，其特征在于：本制造方法包括以下步骤：
步骤1，对金属坯体进行高温脱脂、喷砂除锈的预处理；
步骤2，对预处理过的金属坯体首先实施喷涂过程，在金属坯体外表面均匀的喷涂PFA涂层；所述PFA涂层分为底料、中间料和面料，依次喷涂在金属坯体外表面上；
步骤3，其次将氟树脂膜均匀的缠绕在工件上，再将玻璃纤维布缠绕在氟树脂膜上，将其捆扎紧实；
步骤4，将步骤3中处理过的金属坯体放入四氟烧结炉内进行高温烧结，烧结完成后待其冷却，去除表面的玻璃纤维布；
步骤5，清理表面，并作20kv高压放电测试，工件制备完成。
2.根据权利要求1所述的一种外衬氟工件的制造方法，其特征在于：步骤3中所述的氟树脂膜为PTFE 薄膜。
3.根据权利要求2所述的一种外衬氟工件的制造方法，其特征在于：所述步骤2具体为：
步骤2.1，在金属坯体外表面均匀的喷涂底料，所述底料的厚度控制在3～10μm之间，干燥后进行烧结，烧结温度控制在300～400℃，烧结时间为1.5～2小时；
步骤2.2，中间料喷涂厚度为200～350μm，烧结温度控制在300～380℃之间；
步骤2.3，最后再喷涂面料层，厚度为10～20μm，烧结温度控制在300～380℃之间，烧结时间1.5～2小时，完成后即为喷涂工艺结束。
4.根据权利要求2所述的一种外衬氟工件的制造方法，其特征在于：步骤3中，所述PTFE薄膜分为若干层，每层厚度为100μm，需20～40层PTFE薄膜，使总厚度达到2～4mm。
5.根据权利要求2所述的一种外衬氟工件的制造方法，其特征在于：步骤3中，所述玻璃纤维布需4～6层。
6.根据权利要求2所述的一种外衬氟工件的制造方法，其特征在于：步骤4中，所述高温烧结工艺的温度为380～400℃，烧结时间3～10小时。
7.根据权利要求6所述的一种外衬氟工件的制造方法，其特征在于：所述步骤2.2中，中间料分次进行喷涂，每层喷涂的厚度为80～120μm，烧结温度控制在300～380℃之间，每层的烧结时间2～3小时，直至达到规定厚度为止。
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| CN106151568A (zh) * | 2016-08-22 | 2016-11-23 | 雷蒙德(北京)科技股份有限公司 | 旋塞加工工艺、旋塞及旋塞阀 |
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