CN107675161A - 冷气驱动镍包覆超细釉粉制备搪瓷涂层的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种冷气驱动镍包覆超细釉粉制备搪瓷涂层的方法，将熔块釉置于锥形磨碎机中强力研磨，所得釉粉在高能球磨机中细化；对细化釉粉进行净化、分散、酸煮、敏化及化学镀镍处理，得到镍包覆超细釉粉；干燥包覆细粉，在高压雾化制粒设备中制得球形粉末，装入喷枪，用冷喷涂设备在低碳钢表面制备搪瓷涂层。

Description

冷气驱动镍包覆超细釉粉制备搪瓷涂层的方法
技术领域
本发明涉及耐蚀搪瓷涂层的技术，具体是一种冷气驱动镍包覆超细釉粉制备搪瓷涂层的方法。
背景技术
用于化工、冶金等大型工业中的管道，承载着运输强酸、碱、盐以及高温苛刻介质的破坏压力。搪瓷涂层与运输转移产品不浸润性好，产品不沉积在管壁，管道运输转移生产力不减少，并且瓷釉材质可按酸、碱、盐介质环境定量调节，使其具有很好的经济性和推广应用价值。
传统搪瓷涂层是指将涂覆于金属表面的一层或多层搪瓷釉于高温下搪烧时，金属基体和搪瓷釉在高温下发生物理化学反应，在界面析出晶体并形成化学键而最终得到的一层致密的涂层。因搪烧温度高达850～1050℃，易引起金属基体(尤其低碳钢)组织相变，改变甚至恶化基体性能；并且限于烧结炉尺寸，增加搪瓷涂层管道后续焊接工作量。
所以，寻找一种对金属基体热影响小且可实现搪瓷涂层连续制备的技术成为必行之路。
发明内容
本发明是针对传统搪烧工艺影响基体性能及制备方法连续性较差的研发领域现状，提供一种冷气驱动镍包覆超细釉粉制备搪瓷涂层的方法。
为达到以上目的，本发明是采取如下技术方案予以实现的，
一种冷气驱动镍包覆超细釉粉制备搪瓷涂层的方法，包括下述步骤：
(1)将熔块釉置于锥形磨碎机中强力研磨，所得釉粉在高能球磨机中细化，球磨后釉粉平均粒度1.5～3μm；
(2)对超细釉粉进行净化、分散、酸煮、敏化及化学镀镍处理，得到镍包覆超细釉粉；
(3)干燥粉末，在高压雾化制粒设备中制得球形粉末，粉末平均粒度45μm；
(4)将球形粉末装入喷枪，固/气比为5％，气体预热温度300～400℃，用冷喷涂设备在金属基体表面制备搪瓷涂层。
步骤(1)中，高能球磨的转子转速为720转/分，磨球为2mm和5mm ZrO2球，球磨时间18小时，料：球＝1：1(12～16)。
步骤(2)中，净化、分散操作采用无水乙醇介质净化和超声波设备分散。
步骤(2)中，酸煮过程在50℃浓硫酸/双氧水混合溶液中进行。
步骤(2)中，敏化试剂包括氯化亚锡和氯化钯，敏化时间12～18min，伴随超声振动。
步骤(2)中，化学镀液以次亚磷酸钠为基，pH值为5～10，镀敷时间19～25min。
步骤(4)中，冷喷涂的运载气体氮气，喷枪的横向移动速度400mm/s，喷口与喷涂面间距3.7mm。
步骤(4)中，金属基体采用低碳钢。
与现有技术相比，本发明具有以下特点和优势：
本发明在制备搪瓷涂层的过程中，完全改变了已有方法中单纯采用高温搪烧制备搪瓷涂层的思路，而是采用一种可连续制备涂层的冷喷涂技术，并研究釉粉粒度、釉粉表面处理工艺、运载气体预热温度和搪瓷涂层性能的关系，即：对于搪瓷涂层，耐蚀性良好条件下保持较高界面结合强度和最小的基体热影响的最佳釉粉粒度、釉粉表面处理工艺和运载气体预热温度。此方法具有成分控制精度高，工艺稳定性和重复性较强，可实现搪瓷涂层的高效制备。本发明是一种用冷喷涂工艺将镍包覆超细釉粉与管道表面紧密结合、形成细晶搪瓷涂层的方法。用镍包覆釉粉，及冷气强力驱动作用，可使釉粉与低碳钢基体紧密结合，超薄镍层和超细釉粉保证搪瓷涂层组织的耐蚀性；且雾化干燥制粒可提高粉末流动性，避免堵枪，保证足够的釉粉动量。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
本发明一种冷气驱动镍包覆超细釉粉制备搪瓷涂层的方法，包括下述步骤：
(1)将熔块釉置于锥形磨碎机中强力研磨，所得釉粉在高能球磨机中细化，转子转速为720转/分，磨球为2mm和5mm ZrO2球，球磨时间18小时，料：球＝1：12～16，球磨后釉粉平均粒度1.5～3μm；
(2)采用无水乙醇介质和超声波设备对超细釉粉进行净化、分散；随后在50℃浓硫酸/双氧水混合溶液中进行酸煮处理；最后完成敏化和化学镀，得到镍包覆超细釉粉。敏化试剂主要包括氯化亚锡和氯化钯，敏化时间12～18min，伴随超声振动，化学镀液以次亚磷酸钠为基，pH值为5～10，镀敷时间19～25min；
(3)干燥粉末，在高压雾化制粒设备中制得平均粒度45μm粉末；
(4)将球形粉末装入喷枪，用冷喷涂设备在低碳钢表面制备搪瓷涂层，运载气体氮气，固/气比5％，气体预热温度300～400℃，喷枪的横向移动速度400mm/s，喷口与喷涂面间距3.7mm。
以下实施例制备的冷气驱动镍包覆超细釉粉制备搪瓷涂层的方法。
实施例1
(1)将熔块釉置于锥形磨碎机中强力研磨，所得釉粉在高能球磨机中细化，转子转速为720转/分，磨球为2mm和5mm ZrO2球，球磨时间18小时，料：球＝1：13，球磨后釉粉平均粒度2.5μm；
(2)采用无水乙醇介质和超声波设备对超细釉粉进行净化、分散；随后在50℃浓硫酸/双氧水混合溶液中进行酸煮处理；最后完成敏化和化学镀，得到镍包覆超细釉粉。敏化试剂主要包括氯化亚锡和氯化钯，敏化时间16min，伴随超声振动，化学镀液以次亚磷酸钠为基，pH值为6，镀敷时间22min；
(3)干燥粉末，在高压雾化制粒设备中制得平均粒度45μm粉末；
(4)将球形粉末装入喷枪，用冷喷涂设备在低碳钢表面制备搪瓷涂层，运载气体氮气，固/气比5％，气体预热温度300℃，喷枪的横向移动速度400mm/s，喷口与喷涂面间距3.7mm。
实施例2
(1)将熔块釉置于锥形磨碎机中强力研磨，所得釉粉在高能球磨机中细化，转子转速为720转/分，磨球为2mm和5mm ZrO2球，球磨时间18小时，料：球＝1：12，球磨后釉粉平均粒度1.6μm；
(2)采用无水乙醇介质和超声波设备对超细釉粉进行净化、分散；随后在50℃浓硫酸/双氧水混合溶液中进行酸煮处理；最后完成敏化和化学镀，得到镍包覆超细釉粉。敏化试剂主要包括氯化亚锡和氯化钯，敏化时间18min，伴随超声振动，化学镀液以次亚磷酸钠为基，pH值为10，镀敷时间25min；
(3)干燥粉末，在高压雾化制粒设备中制得平均粒度45μm粉末；
(4)将球形粉末装入喷枪，用冷喷涂设备在低碳钢表面制备搪瓷涂层，运载气体氮气，固/气比5％，气体预热温度340℃，喷枪的横向移动速度400mm/s，喷口与喷涂面间距3.7mm。
实施例3
(1)将熔块釉置于锥形磨碎机中强力研磨，所得釉粉在高能球磨机中细化，转子转速为720转/分，磨球为2mm和5mm ZrO2球，球磨时间18小时，料：球＝1：14，球磨后釉粉平均粒度2.1μm；
(2)采用无水乙醇介质和超声波设备对超细釉粉进行净化、分散；随后在50℃浓硫酸/双氧水混合溶液中进行酸煮处理；最后完成敏化和化学镀，得到镍包覆超细釉粉。敏化试剂主要包括氯化亚锡和氯化钯，敏化时间15min，伴随超声振动，化学镀液以次亚磷酸钠为基，pH值为8，镀敷时间21min；
(3)干燥粉末，在高压雾化制粒设备中制得平均粒度45μm粉末；
(4)将球形粉末装入喷枪，用冷喷涂设备在低碳钢表面制备搪瓷涂层，运载气体氮气，固/气比5％，气体预热温度380℃，喷枪的横向移动速度400mm/s，喷口与喷涂面间距3.7mm。
实施例4
(1)将熔块釉置于锥形磨碎机中强力研磨，所得釉粉在高能球磨机中细化，转子转速为720转/分，磨球为2mm和5mm ZrO2球，球磨时间18小时，料：球＝1：16，球磨后釉粉平均粒度1.5μm；
(2)采用无水乙醇介质和超声波设备对超细釉粉进行净化、分散；随后在50℃浓硫酸/双氧水混合溶液中进行酸煮处理；最后完成敏化和化学镀，得到镍包覆超细釉粉。敏化试剂主要包括氯化亚锡和氯化钯，敏化时间17min，伴随超声振动，化学镀液以次亚磷酸钠为基，pH值为5，镀敷时间24min；
(3)干燥粉末，在高压雾化制粒设备中制得平均粒度45μm粉末；
(4)将球形粉末装入喷枪，用冷喷涂设备在低碳钢表面制备搪瓷涂层，运载气体氮气，固/气比5％，气体预热温度360℃，喷枪的横向移动速度400mm/s，喷口与喷涂面间距3.7mm。
表1为不同实施例制备可健康检测细晶高铝青铜涂层的性能参数。
表1
由上表可以看出，实施例1～4制得的细晶高铝青铜涂层的涂层冲击强度大于2.1J；50小时浓硫酸中腐蚀失重小于5.1wt.％。
实施例5
一种冷气驱动镍包覆超细釉粉制备搪瓷涂层的方法，包括下述步骤：
(1)将熔块釉置于锥形磨碎机中强力研磨，所得釉粉在高能球磨机中细化，转子转速为720转/分，磨球为2mm和5mm ZrO2球，球磨时间18小时，料：球＝1：12，球磨后釉粉平均粒度1.5μm；
(2)采用无水乙醇介质和超声波设备对超细釉粉进行净化、分散；随后在50℃浓硫酸/双氧水混合溶液中进行酸煮处理；最后完成敏化和化学镀，得到镍包覆超细釉粉。敏化试剂主要包括氯化亚锡和氯化钯，敏化时间12min，伴随超声振动，化学镀液以次亚磷酸钠为基，pH值为5，镀敷时间19min；
(3)干燥粉末，在高压雾化制粒设备中制得平均粒度45μm粉末；
(4)将球形粉末装入喷枪，用冷喷涂设备在低碳钢表面制备搪瓷涂层，运载气体氮气，固/气比5％，气体预热温度300℃，喷枪的横向移动速度400mm/s，喷口与喷涂面间距3.7mm。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种冷气驱动镍包覆超细釉粉制备搪瓷涂层的方法，其特征在于，包括下述步骤：
(1)将熔块釉置于锥形磨碎机中强力研磨，所得釉粉在高能球磨机中细化，球磨后釉粉平均粒度1.5～3μm；
(2)对超细釉粉进行净化、分散、酸煮、敏化及化学镀镍处理，得到镍包覆超细釉粉；
(3)干燥粉末，在高压雾化制粒设备中制得球形粉末，粉末平均粒度45μm；
(4)将球形粉末装入喷枪，固/气比为5％，气体预热温度300～400℃，用冷喷涂设备在金属基体表面制备搪瓷涂层。
2.如权利要求1所述的冷气驱动镍包覆超细釉粉制备搪瓷涂层的方法，其特征在于，步骤(1)中，高能球磨的转子转速为720转/分，磨球为2mm和5mm ZrO2球，球磨时间18小时，料：球＝1：(12～16)。
3.如权利要求1所述的冷气驱动镍包覆超细釉粉制备搪瓷涂层的方法，其特征在于，步骤(2)中，净化、分散操作采用无水乙醇介质净化和超声波设备分散。
4.如权利要求1所述的冷气驱动镍包覆超细釉粉制备搪瓷涂层的方法，其特征在于，步骤(2)中，酸煮过程在50℃浓硫酸/双氧水混合溶液中进行。
5.如权利要求1所述的冷气驱动镍包覆超细釉粉制备搪瓷涂层的方法，其特征在于，步骤(2)中，敏化试剂包括氯化亚锡和氯化钯，敏化时间12～18min，伴随超声振动。
6.如权利要求1所述的冷气驱动镍包覆超细釉粉制备搪瓷涂层的方法，其特征在于，步骤(2)中，化学镀液以次亚磷酸钠为基，pH值为5～10，镀敷时间19～25min。
7.如权利要求1所述的冷气驱动镍包覆超细釉粉制备搪瓷涂层的方法，其特征在于，步骤(4)中，冷喷涂的运载气体氮气，喷枪的横向移动速度400mm/s，喷口与喷涂面间距3.7mm。
8.如权利要求1所述的冷气驱动镍包覆超细釉粉制备搪瓷涂层的方法，其特征在于，步骤(4)中，金属基体采用低碳钢。
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