CN105755517B - 一种石油行业用铝基工件表面的耐磨耐腐处理方法 - Google Patents

一种石油行业用铝基工件表面的耐磨耐腐处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明提出一种石油行业铝基工件表面的耐磨耐腐蚀处理方法，通过将待处理工件置于稀硫酸电解液中进行电解，控制电解电压为40‑90V，电解开始时先将电流密度控制在0.5A/dm2，然后在20‑25分钟内分5～8次逐步升高电流密度到2.5A/dm2，之后保持电解槽内的电流密度为2.5A/dm2，控制电解时间为1‑3小时，最后在铝基工件表面自生长形成厚度为100微米以上的致密三氧化二铝陶瓷层。本发明基于硬质阳极氧化技术在含铝元素工件表面自生长氧化铝陶瓷层的原理实现对石油行业铝基工件表面的耐磨耐腐蚀处理，有效解决了石油阀门类零件、叶轮等工件的磨损腐蚀问题，且处理过程时间短，成品率高，性能稳定性高，具有广阔的市场前景。

Description

一种石油行业用铝基工件表面的耐磨耐腐处理方法
技术领域
本发明涉及石油行业耐磨耐腐蚀技术，具体涉及一种基于硬质阳极氧化方法自生长陶瓷的石油行业铝基工件表面的耐磨耐腐蚀处理方法。
背景技术
石油的开采一般来说可大致分为两种情况，一是地下压力较大，石油的上升可以依靠地层的能量自喷，形成自喷井。这种情况在现代石油开采过程中是需要避免的，易对现场施工人员及相关设备造成威胁；另一种情况是依靠抽油泵、注水泵等人工增补的能量对缝隙中的石油进行开采。通过向富油区的孔隙岩或缝隙注入一定的混合液体，增加富油区的压力，将藏在缝隙中的石油压出，通过抽油泵抽到地面上。
石油行业由于其工作环境的特殊性，采油及输油过程中，设备长时间的经受缓蚀剂、油、气等介质的冲刷及腐蚀，尤其是石油行业中的阀门类零件、叶轮等，不仅要经受多种介质的冲刷及腐蚀，且要承受较大的压力，管道会因为阀零件压力的分布不均匀而产生局部高压，易发生管道爆裂等事故。所以石油行业所用的零部件均需要有较好的耐磨性能及耐腐蚀性能。
目前对于石油阀门类零件的耐磨、耐腐蚀性的解决方案包括以下两种方式：1） 采用低成本的材质制作阀门，在重要阀门周围进行压力检测，当检测到压力不满足要求时，对阀门类零件进行更换，以避免事故发生；2）阀门整体采用高硬度耐磨性较好的不锈钢材质制作。这两种技术在实际使用过程中都存在自身明显的不足，对于方式1）所述的采用低成本制作材料制作阀门类零件的方案，会增加阀门更换频率，虽采取压力检测确实可以在一定范围内解决阀门类零件的失效问题，但是人工成本太高，且材料浪费严重，增加了工人的工作量，且不能从根本上解决阀门类零件需要耐磨耐腐蚀的问题。对于方式2）所述的整体采用高硬度高耐磨性的不锈钢材质制作阀门类零件的方案，则成本太高，且在非工作面上采用此类高性能材料，不满足设计中零部件同寿命的原则，极易造成材料浪费，大大提高了生产成本。
在石油行业中，叶轮是抽油泵、注水泵中的核心部件，对整个设备的运行效率有着重要的影响。市面上常用的叶轮大部分是采用铸铁材料制成。但铸铁材料的耐腐蚀性能较差，尤其是对硫酸根离子（SO4 2-），氯离子(Cl-)以及缓蚀剂的耐腐蚀性能较差，大大缩短了整个设备的使用寿命；为了改善上述情况，市面上现有利用不锈钢叶轮替换铸铁叶轮，以提高设备的耐腐蚀性能，但是该方法有一定的局限性，（1）根据现场使用情况反馈，不锈钢叶轮在一定程度上对硫酸根离子（SO4 2-）以及缓蚀剂有一定的耐腐蚀性能，但是对氯离子(Cl-)的耐腐蚀性能未有较大的改善；（2）不锈钢叶轮的成本过高，与之前普通铸铁相比，高出一倍以上；（3）根据相关统计，油田上能耗40%来自于注水泵的消耗，而叶轮的能耗占到注水泵能耗的50%以上，因此以不锈钢代替铸铁，并未根本解决此类问题。
因此现有技术中亟需改进石油行业中广泛使用的阀门、叶轮等工件的耐磨、耐腐蚀性能。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足，创新的提出一种基于硬质阳极氧化技术在铝基工件表面自生长陶瓷的石油行业铝基工件表面的耐磨耐腐蚀处理方法，所述铝基工件是指主要材料为铝或铝合金的工件，通过采用合理的表面预处理方式去除工件表面及近表面的油渍及固体颗粒物后，在特定溶液、特定电流、特定电压下，在铝合金表面自生长一层致密的三氧化二铝陶瓷薄膜，在不影响工件力学性能及配合精度的前提下，大大提高了工件表面的耐磨耐腐蚀性能和使用寿命，减少了生产过程中工件更换次数及操作人员的工作量，降低了设备成本。通过本发明所形成的整体致密耐磨耐腐蚀涂层的硬度在1500-3000HV，厚度在100-400um，由于此类涂层是从工件表面生长产生，所以涂层与基体有着良好的机械结合力，中性盐雾试验时间＞3500h，且整个制备过程时间短，成品率高，性能稳定性高，使得所述耐磨耐腐蚀处理方法能够广泛推广应用于多个铝基材料表面处理领域，具有广阔的市场前景。
本发明解决上述技术问题所采取的技术方案如下：
一种铝基工件表面的耐磨耐腐蚀处理方法，包括以下步骤：
步骤一、将待处理的铝基工件在超声波清洗槽中进行表面清洗，清洗完成后将铝基工件表面擦拭干净；
步骤二、将经步骤一清洗处理后的铝基工件采用第一夹具固定后浸入盛满酸性电解液的电解槽中，并将第一夹具与电解槽电源的正极相连，从而将所述铝基工件作为电解阳极；
步骤三、将一铅板采用第二夹具固定后浸入步骤二所述电解槽的电解液中，并将第二夹具与电解槽电源的负极相连，从而将所述铅板作为电解阴极；
步骤四、开启电解槽的温控设备，将电解槽内电解液的温度控制在室温以下，并开启电解槽的电解液搅拌设备；
步骤五、接通电解槽电源，并将电源电压控制在40-90V，电解开始时先将电解槽内的电流密度控制在0.5A/dm2，然后在20-25分钟内分5～8次逐步升高电流密度到2.5A/dm2，之后保持电解槽内的电流密度为2.5A/dm2，控制电解时间为1-3小时，从而在铝基工件的表面自生长形成厚度在100微米以上的三氧化二铝陶瓷层；
步骤六、待步骤五完成后，关闭电解槽电源，待铝基工件温度降至室温时，关闭电解槽的温控设备和电解液搅拌设备，并从电解槽中取出铝基工件；
步骤七、将取出的铝基工件放入封闭溶液中进行封闭处理，封闭处理后进行清洗和烘干，完成对铝基工件表面的耐磨耐腐蚀处理。
进一步的根据本发明所述的耐磨耐腐蚀处理方法，其中步骤一中所选用的清洗溶液为无水乙醇和丙酮的混合溶液，且无水乙醇和丙酮的混合体积比为3:1，并选用无纺布或人造吸水布擦拭铝基工件表面。
进一步的根据本发明所述的耐磨耐腐蚀处理方法，其中步骤二中的酸性电解液为浓度在10-15%的稀硫酸溶液。
进一步的根据本发明所述的耐磨耐腐蚀处理方法，其中步骤四中，将电解槽内电解液的温度控制在3-6℃，所选用的电解液搅拌设备为压缩空气搅拌设备。
进一步的根据本发明所述的耐磨耐腐蚀处理方法，其中通过步骤五在铝基工件的表面自生长形成厚度在100-400微米的三氧化二铝陶瓷层。
进一步的根据本发明所述的耐磨耐腐蚀处理方法，其中步骤七中，所述封闭溶液选用质量分数为5%、PH值在5.5-6.5的重铬酸钾溶液，且封闭处理时控制封闭温度为55-65℃，封闭时间为30-40min，封闭处理完成后采用纯水进行清洗。
进一步的根据本发明所述的耐磨耐腐蚀处理方法，其中经所述耐磨耐腐蚀处理方法处理后的铝基工件表面的显微硬度达到1500-3000HV，且对5%NaCl盐雾的耐腐蚀时间大于3000小时。
进一步的根据本发明所述的耐磨耐腐蚀处理方法，其中所述铝基工件为基材或待处理表面采用铝材质或铝合金材质制作的工件。
进一步的根据本发明所述的耐磨耐腐蚀处理方法，其中所述铝基工件为石油行业用的铝基阀门类零件、铝基杆或铝基叶轮。
进一步的根据本发明所述的耐磨耐腐蚀处理方法，其中所述铝基工件为石油行业用的铝制组合阀、铝制高阀、铝制板阀、铝制抽油杆、铝制柱塞杆、铝制叶轮、铝合金组合阀、铝合金高阀、铝合金板阀、铝合金抽油杆、铝合金柱塞杆或铝合金叶轮。
本发明的技术方案具有以下独创技术特色和创新技术效果：
1）、本发明所述方法基于硬质阳极氧化技术在铝基材料表面形成自生长陶瓷层，借助所述陶瓷层的耐磨耐腐蚀性能解决了所有铝基材料的表面磨损腐蚀问题，尤其是石油行业铝基工件的表面磨损腐蚀问题，大大提高了石油行业工件的使用寿命，具有广泛的推广应用前景；
2）、本发明所述方案的石油行业工件采用铝材质或铝合金材质制作，大幅度的降低了工件重量，且铝或铝合金仅用在工件的易磨损工作带，成本未有较大提升；
3）、本发明所述方案采用了先进的表面处理技术，相对于传统工艺具有更高的表面耐腐蚀性能,可大幅度提高处理后零件在石油工作面下恶劣环境中表面的耐腐蚀性能；
4）、本发明所述方案制备的氧化铝陶瓷薄膜，与传统的工艺相比，具有更高的表面耐磨性能，其表面硬度在1500-3000HV，可大幅度提高处理后零件在石油工作面下恶劣环境中表面的耐磨性能；
5）、本发明所述方案制备的氧化铝陶瓷薄膜，是通过加速零件表面铝或铝合金的氧化而形成的，属于自生长性薄膜，能较大的提高薄膜与零件基体的结合性能，增加耐磨性；
6）、本发明所述方案通过硬质阳极氧化方法在零件表面沉积一层陶瓷薄膜，该薄膜厚度尺寸小（100-400um），对零件的尺寸公差影响较小；
7）、本发明所述方案避免了传统采用多次更换零件的方式来保证井下工况的正常，具有良好的节约材料性及环保性；
8）、本发明所述方案制备的石油阀门类零件、石油叶轮等的自生长性陶瓷具有优异的抗老化性、抗冲击性、抗弯曲性能，具有更好的工艺适用性，并在大幅提高零件表面性能的前提下兼顾了良好的经济适用性，在石油行业具有广阔的市场推广前景；
9）总之，本发明首创提出一种全新的铝基工件表面耐磨耐腐蚀处理方法，所述方法尤其适用于推广至石油行业，将石油行业中的相关工件采用铝基材料制作，不但降低了工件重量，而且在其表面自生长一层高耐磨高防腐的致密氧化层，既提高了工件的耐磨耐腐蚀性能，延长机组的整体服役寿命，同时由于铝或铝合金的密度低，比强度高，可大幅度的减少工件的能耗，降低成本。
具体实施方式
以下对本发明的技术方案进行详细的描述，以使本领域技术人员能够更加清楚的理解本发明，但并不因此限制本发明的保护范围。
本发明首创的提出一种全新的铝基工件表面耐磨耐腐蚀处理方法，所述的铝基工件是指基材或主要材质为铝材质或铝合金材质的各类零部件，至少是需要进行耐磨耐腐蚀处理的零件工作面是采用铝或铝合金制作的，本发明经过试验尤其适用于石油行业中的铝基阀门类零件和铝基叶轮，更优选的是铝合金阀门和铝合金叶轮。本发明创新的提出将石油行业的常用工件采用铝基材料制作，并首创的通过在铝基材料工件表面制备自生长陶瓷涂层，来解决其在石油行业应用中的磨损腐蚀问题。以下以铝基阀门类零件、铝基叶轮为例，具体说明本发明所述石油行业铝基工件表面的耐磨耐腐处理方法，包括以下步骤：
步骤一、将待处理的石油行业用铝基工件在超声波清洗槽中进行表面清洗，清洗处理后的工件表面用非纤维编制软布擦拭干净。其中所采用的清洗溶液优选为无水乙醇与丙酮的混合溶液，其中无水乙醇与丙酮的体积比为3:1；其中所采用的非纤维编制软布优选为无纺布或人造吸水布；
步骤二、将经步骤一处理后的石油行业铝基工件采用专用夹具固定后浸入盛满电解液的电解槽中。夹具要固定牢靠且与工件电性连接，同时将夹具与电源正极相连，作为电解阳极。所采用的电解液优选的为浓度在10-15%的稀硫酸溶液。
步骤三、将一铅板采用专用夹具固定并与之电性连接，然后将铅板浸入步骤二所述盛满电解液的电解槽中。夹具要固定牢靠，且与电源负极相连，作为电解阴极。
步骤四、接通电解槽内降温设备的电源，使电解槽内的温度降至试验温度，该试验温度在室温以下，优选为3-6℃。
步骤五、接通电解槽内电解液搅拌设备的电源，优选的所述电解液的搅拌采用压缩空气搅拌。
步骤六、接通电解槽的正负极电源，其中电源电压控制在40-90V，开始将电解槽内的电流密度控制为0.5A/dm2,在20-25分钟内分5～8次逐步升高到2.5A/dm2。之后保持电解槽内电流密度为2.5A/dm2,最终电压可根据膜层的厚度和材料不同在上述范围进行调节确定。接通电源后，开始电解并在铝基工件表面自生长陶瓷层，具体原理过程为：由于电解液中的铝或铝合金材质的工件连接电源的正极，作为电解阳极浸没在稀硫酸溶液中，同时稀硫酸溶液浸没连接电源负极的铅板，作为电极阴极，这样当电源接通时，在稀硫酸与电流的作用下，阳极附近溶液中的氢氧根离子大量失去电子，变成氢气与氧气，阴极附近溶液中的氢离子结合电子，变成稳定性较高的氢气；同时在阳极附近聚集了大量的氧分子，与铝或铝合金工件表面的铝元素结合，生成稳定性更强、更加致密的氧化铝陶瓷层，由于铝元素是工件自身所包含的基体元素，因此形成的氧化铝陶瓷层与铝基体之间为冶金结合状态，具有极高的结合强度。同时由于氧化铝陶瓷导电性较差，在电解过程中工件表面的电阻越来越大，膜层的形成也越来越慢，导致形成陶瓷层所需要的电压也将越来越大，形成的时间也越来越长，所以需要在保持电解槽内电流密度为2.5A/dm2时，在40-90V的范围内适当的提高电压与电解持续时间，以利于零件表面陶瓷层的生长。经过试验整个电解氧化过程时间应根据厚度需要进行控制，一般将其控制在1-3h，经过所述电解过程在阀门类零件表面自生长形成厚度在100微米以上、优选100-400微米的三氧化二铝陶瓷层。
步骤七、待步骤六完成后，关闭电解槽正负极电源，待铝基工件温度与室温一致时，关闭搅拌设备以及降温设备的电源，并利用专用夹具取出处理后的工件。
步骤八、将经步骤七取出的工件在封闭溶液中进行封闭处理，封闭温度为55-65℃，封闭时间为30-40min；所述封闭溶液优选的为重铬酸钾溶液，其中重铬酸钾质量分数为5%，同时重铬酸钾溶液PH值在5.5-6.5。
步骤九、将经步骤八处理后的工件从封闭溶液中取出后，清洗掉外表面附着的溶液，并烘干，完成石油行业铝基工件表面的耐磨耐腐处理，其中清洗可采取纯水清洗。
表1 多种工艺性能对比说明
工艺方案 成本 耐磨性 耐腐蚀 结合强度
本发明所述方法 低 好 好 自生长（机械结合）
普通钢材制作工件 低 差 差 —
铸铁制作工件 低 差 差 —
不锈钢制作工件 高 一般 一般 —
下面以石油行业中的铝基阀门类零件、铝基叶轮为例，给出实现本发明所述耐磨耐腐蚀表面处理方法的具体实施例。
实施例1
采用本发明所述方法处理石油行业中的铝合金石油板阀，对铝合金石油板阀表面通过自生长陶瓷层进行防腐耐磨处理，具体包括以下步骤：
（1）、将待处理的铝合金石油板阀在超声波清洗槽中进行表面清洗，清洗处理后的石油板阀表面用非纤维编制软布擦拭干净；
（2）、将经步骤一处理后的石油板阀采用专用夹具固定后浸入盛满稀硫酸的电解槽中，并将夹具与电源正极相连，石油板阀作为电解阳极，稀硫酸浓度为10%；
（3）、将一铅板采用专用夹具固定后，浸入步骤（2）的稀硫酸电解液中，夹具与电源负极相连，铅板作为电解阴极；
（4）、接通电解槽内降温设备的电源，使电解槽内的温度降至3-4℃；
（5）、接通电解液搅拌设备电源；
（6）、接通电源，所述电解阳极和电解阴极得电，并控制电源电压在40V-60V。开始的电流密度控制在为0.5A/dm2,在20分钟内分5次逐步升高到2.5A/dm2。之后保持电流密度为2.5A/dm2,整个电解氧化过程时间控制在1h，在石油板阀表面形成110微米厚的Al2O3陶瓷层。
（7）、待步骤（6）完成后，关闭电解槽正负极电源，待工件温度与室温一致时，关闭搅拌设备以及降温设备的电源，利用专用夹具取出工件。
（8）、将经步骤（7）取出的零件在封闭溶液中进行封闭处理，封闭温度为55℃，封闭时间，封闭时间为30min，封闭溶液选用质量分数为5%、PH值在5.5的重铬酸钾溶液。
（9）、将经步骤（8）处理后的零件从封闭溶液中取出后，清洗掉外表面附着的溶液，得到耐磨耐腐蚀的石油板阀。
实施例2
采用本发明所述方法处理石油行业中的铝合金石油组合阀，对铝合金石油组合阀通过自生长陶瓷层进行防腐耐磨处理，具体包括以下步骤：
（1）、将待处理的铝合金石油组合阀在超声波清洗槽中进行表面清洗，清洗处理后的铝合金石油组合阀表面用非纤维编制软布擦拭干净；
（2）、将经步骤一处理后的铝合金石油组合阀采用专用夹具固定后浸入盛满稀硫酸的电解槽中，并将夹具与电源正极相连，石油组合阀作为电解阳极，稀硫酸浓度为15%；
（3）、将一铅板采用专用夹具固定后，浸入步骤（2）的稀硫酸电解液中，夹具与电源负极相连，铅板作为电解阴极；
（4）、接通电解槽内降温设备的电源，使电解槽内的温度降至5-6℃；
（5）、接通电解液搅拌设备电源；
（6）、接通电源，所述电解阳极和电解阴极得电，并控制电源电压在60V-90V。开始的电流密度控制在为0.5A/dm2,在25分钟内分8次逐步升高到2.5A/dm2。之后保持电流密度为2.5A/dm2,整个电解氧化过程时间控制在3h，最终在铝合金石油组合阀表面形成350微米厚的Al2O3陶瓷层。
（7）、待步骤（6）完成后，关闭电解槽正负极电源，待工件温度与室温一致时，关闭搅拌设备以及降温设备的电源，利用专用夹具取出工件。
（8）、将经步骤（7）取出的零件在封闭溶液中进行封闭处理，封闭温度为65℃，封闭时间，封闭时间为40min，封闭溶液选用质量分数为5%、PH值在6.5的重铬酸钾溶液。
（9）、将经步骤（8）处理后的零件从封闭溶液中取出后，清洗掉外表面附着的溶液，得到耐磨耐腐蚀的铝合金石油组合阀。
实施例3
采用本发明所述方法处理石油行业中的铝合金叶轮，对ZAlSi7Mg材料制作的叶轮表面通过自生长陶瓷层进行防腐耐磨处理，具体包括以下步骤：
（1）、将待处理的铝合金叶轮在超声波清洗槽中进行表面清洗，清洗处理后的叶轮表面用非纤维编制软布擦拭干净；
（2）、将经步骤一处理后的叶轮采用专用夹具固定后浸入盛满稀硫酸的电解槽中，并将夹具与电源正极相连，叶轮作为电解阳极，稀硫酸的浓度为10%；
（3）、将一铅板采用专用夹具固定后，浸入步骤（2）的稀硫酸电解液中，夹具与电源负极相连，铅板作为电解阴极；
（4）、接通电解槽内降温设备的电源，使电解槽内的温度降至3-4℃；
（5）、接通电解液搅拌设备电源；
（6）、接通电源，所述电解阳极和电解阴极得电，并控制电源电压在40V-60V。开始的电流密度控制在为0.5A/dm2,在20分钟内分5次逐步升高到2.5A/dm2。之后保持电流密度为2.5A/dm2,整个电解氧化过程时间控制在1h，在叶轮表面形成120微米厚的Al2O3陶瓷层。
（7）、待步骤（6）完成后，关闭电解槽正负极电源，待工件温度与室温一致时，关闭搅拌设备以及降温设备的电源，利用专用夹具取出工件。
（8）、将经步骤（7）取出的零件在封闭溶液中进行封闭处理，封闭温度为55℃，封闭时间，封闭时间为30min，封闭溶液选用质量分数为5%、PH值在5.5的重铬酸钾溶液。
（9）、将经步骤（8）处理后的零件从封闭溶液中取出后，清洗掉外表面附着的溶液，得到耐磨耐腐蚀的叶轮。
实施例4
对ZAlSi12材料制备的叶轮表面通过自生长陶瓷层进行防腐耐磨处理，具体包括以下步骤：
（1）、将待处理的叶轮在超声波清洗槽中进行表面清洗，清洗处理后的叶轮表面用非纤维编制软布擦拭干净；
（2）、将经步骤一处理后的叶轮采用专用夹具固定后浸入盛满稀硫酸的电解槽中，并将夹具与电源正极相连，叶轮作为电解阳极，稀硫酸的浓度为15%；
（3）、将一铅板采用专用夹具固定后，浸入步骤（2）的稀硫酸电解液中，夹具与电源负极相连，铅板作为电解阴极；
（4）、接通电解槽内降温设备的电源，使电解槽内的温度降至5-6℃；
（5）、接通电解液搅拌设备电源；
（6）、接通电源，所述电解阳极和电解阴极得电，并控制电源电压在60V-90V。开始的电流密度控制在为0.5A/dm2,在25分钟内分8次逐步升高到2.5A/dm2。之后保持电流密度为2.5A/dm2,整个电解氧化过程时间控制在3h，最终在叶轮表面形成400微米厚的Al2O3陶瓷层。
（7）、待步骤（6）完成后，关闭电解槽正负极电源，待工件温度与室温一致时，关闭搅拌设备以及降温设备的电源，利用专用夹具取出工件。
（8）、将经步骤（7）取出的零件在封闭溶液中进行封闭处理，封闭温度为65℃，封闭时间，封闭时间为40min，封闭溶液选用质量分数为5%、PH值在6.5的重铬酸钾溶液。
（9）、将经步骤（8）处理后的零件从封闭溶液中取出后，清洗掉外表面附着的溶液，得到耐磨耐腐蚀的叶轮。
最后作为对比，将上述方法处理后的石油板阀、石油组合阀、ZAlSi7Mg叶轮、ZAlSi12叶轮与传统处理工艺处理的对应工件进行对比。
对比例1
采用常规低成本材料制备的阀门。
对比例2
采用不锈钢材质制备的阀门。
对比例3
采用常规低成本铸铁材料制备的叶轮。
对比例4
采用不锈钢材质制备的叶轮。
表2 不同类型工件处理后检验结果及对比
可见通过本发明所述方法形成的自生长陶瓷涂层，具有较高的表面显微硬度（1500HV以上）和较强的耐腐蚀性能，且能够很好的满足石油行业的耐磨性能要求，大大的提高了石油行业工件的使用寿命，且本发明所提供的表面处理工艺对温度、电源电压等的要求较低，简化了工艺操作复杂性，在室温环境下有效保留了基体工件的材料力学性能，能够广泛推广应用于石油阀门类零件工作表面处理技术领域。
以上仅是对本发明的优选实施方式进行了描述，并不将本发明的技术方案限制于此，本领域技术人员在本发明的主要技术构思的基础上所作的任何公知变形都属于本发明所要保护的技术范畴，本发明具体的保护范围以权利要求书的记载为准。

Claims (3)

1.一种铝基工件表面的耐磨耐腐蚀处理方法，所述铝基工件为基材或待处理表面采用铝材质或铝合金材质制作的石油行业用的铝基阀门类零件、铝基杆或铝基叶轮，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、将待处理的铝基工件在超声波清洗槽中进行表面清洗，所选用的清洗溶液为无水乙醇和丙酮的混合溶液，且无水乙醇和丙酮的混合体积比为3:1，清洗完成后将铝基工件表面选用无纺布或人造吸水布擦拭干净；
步骤二、将经步骤一清洗处理后的铝基工件采用第一夹具固定后浸入盛满酸性电解液的电解槽中，并将第一夹具与电解槽电源的正极相连，所述铝基工件作为电解阳极，所述酸性电解液为浓度在10-15%的稀硫酸溶液；
步骤三、将一铅板采用第二夹具固定后浸入步骤二所述电解槽的电解液中，并将第二夹具与电解槽电源的负极相连，所述铅板作为电解阴极；
步骤四、开启电解槽的温控设备，将电解槽内电解液的温度控制在3-6℃，并开启电解槽的电解液搅拌设备；
步骤五、接通电解槽电源，并将电源电压控制在40-90V，电解开始时先将电解槽内的电流密度控制在0.5A/dm2，然后在20-25分钟内分5～8次逐步升高电流密度到2.5A/dm2，之后保持电解槽内的电流密度为2.5A/dm2，控制电解时间为1-3小时，从而在铝基工件的表面自生长形成厚度在100-400微米的三氧化二铝陶瓷层；
步骤六、待步骤五完成后，关闭电解槽电源，待铝基工件温度降至室温时，关闭电解槽的温控设备和电解液搅拌设备，并从电解槽中取出铝基工件；
步骤七、将取出的铝基工件放入封闭溶液中进行封闭处理，所述封闭溶液选用质量分数为5%、PH值在5.5-6.5的重铬酸钾溶液，且封闭处理时控制封闭温度为55-65℃，封闭时间为30-40min，封闭处理完成后采用纯水进行清洗，清洗完成后进行烘干，完成对铝基工件表面的耐磨耐腐蚀处理；
通过上述耐磨耐腐蚀处理方法处理后的铝基工件表面的显微硬度达到1500-3000HV，且对5%NaCl盐雾的耐腐蚀时间大于3000小时。
2.根据权利要求1所述的耐磨耐腐蚀处理方法，其特征在于，其中步骤四中，所选用的电解液搅拌设备为压缩空气搅拌设备。
3.根据权利要求1所述的耐磨耐腐蚀处理方法，其特征在于，所述铝基工件为石油行业用的铝制组合阀、铝制高阀、铝制板阀、铝制抽油杆、铝制柱塞杆、铝制叶轮、铝合金组合阀、铝合金高阀、铝合金板阀、铝合金抽油杆、铝合金柱塞杆或铝合金叶轮。
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