CN112847147B - 一种形状记忆合金管接头的表面处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种形状记忆合金管接头的表面处理方法，采用合理的喷涂的结构方式和喷涂工艺相结合，喷嘴出口外增加一吹气旁路，吹离积聚在喷嘴处的涂料，保证涂料流体的均匀性；同时设计的可升降的挡板，大大提升了喷涂的均匀性，内表面喷涂后的涂层厚度：10～12μm。

Description

一种形状记忆合金管接头的表面处理方法

技术领域

本发明涉及一种形状记忆合金的领域，具体涉及一种形状记忆合金管接头的表面处理方法。

背景技术

TiNi基形状记忆合金具有优异的记忆特性和超弹性，此外还具有良好的力学性能、生物相容性、耐蚀性等，在电子、机械、自动化、医疗等领域得到的广泛应用。TiNiFe形状记忆合金管接头应用于航天、航空领域的各种气路、油路的密封连接，有耐高压性能好、连接形式简单、紧固连接可靠、重量轻等优点。形状记忆合金管接头端头的内外表面喷涂二硫化钼，二硫化钼的喷涂起到的隔离的作用，可释放形状记忆合金管接头与被接管之间的应力集中，从而提高形状记忆合金管接头的疲劳性能。

CN106282812A公开了一种形状记忆合金材料，由以下质量百分比的元素组成：镍：25-33％；钴：8-20％；钛：3-6％；铌：0.2-1.5％；余量为铁。本发明进一步提供了该种形状记忆合金材料的制备方法。此外，本发明还进一步提供了该种形状记忆合金材料制备管接头的方法。本发明的一种形状记忆合金材料及其在管接头上的应用，能够制备具有高强度、宽使用温度范围、抗腐蚀能力好、高回复率和回复力的析出强化型铁基形状记忆合金管接头。该种析出强化型铁镍钴钛铌形状记忆合金管接头性能优异，安装方便、使用安全可靠，在航天、核电、石油化工等领域应用潜力巨大。

CN108504901A公开了一种钛镍钴记忆合金体的制备方法，该方法克服了现有的多孔TiNiCo形状记忆合金制备方法中孔隙率和孔径及孔型均难以控制以及合金产品的阻尼性能及其他力学性能尚需提高的缺陷，本方法处理的TiNiCo形状记忆合金，其内部晶粒尺寸为亚微米量级，细小的晶粒尺寸与析出相可强化TiNiCo形状记忆合金基体，从而降低R相转变为马氏体相的温度，致使R相存在的温度区间扩大。这为进一步利用R相变提供了便利条件，同时改善合金的形状恢复特性，提高合金的循环稳定性。

形状记忆合金管接头的内表面喷涂二硫化钼，需喷涂的长度：端头至5mm(即0～5mm)。形状记忆合金管接头的内表面喷涂二硫化钼难度大：(1)形状记忆合金管接头的表面耐磨性好，尚未见TiNiFe形状记忆合金的喷砂工艺的研究报道，需要优化喷砂工艺，保证喷砂的效果。(2)由于喷涂的角度导致的内表面的喷涂均匀性受影响，越远离端头，喷涂的均匀性越差。本发明的一种形状记忆合金管接头的表面处理方法可解决内表面喷涂二硫化钼的均匀性问题，涂层厚度10～12μm，可大大提升形状记忆合金管接头的疲劳性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种形状记忆合金管接头的表面处理方法。

本发明的表面处理方法，巧妙地设置一个喷嘴内部的吹气旁路，吹气旁路将输送高速空气以确保在长达数小时或更长时间的喷涂过程中不会发生喷头或喷嘴的堵塞，以便影响合金管接送内表面涂料的均匀性。目前的现有技术中已经显示，当喷涂热粉体或熔体时，由于涂料本身的凝胶性以及接触处界空气，涂料堆积物在数分钟左右的时间内就会积聚在喷嘴的尖端，从而形成喷嘴的部分堵塞，进而影响涂料喷出的流量的均匀性。而这种积聚将迅速变大，以至于可能会完全堵塞喷嘴上的涂料流体。

本发明设计出的吹气旁路将施加快速的气流，将极细的喷雾积聚物将吹离喷嘴，从而达到形状记忆合金管接头内表面均匀喷涂的效果。同时吹气旁路的吹出的空气流体相对于喷嘴出口的涂料流的方向是可以灵活调整的，呈0-15°的夹角。

同时设计的可升降的挡板，大大提升了喷涂的均匀性，内表面喷涂后的涂层厚度均匀。若无挡板，喷涂呈发散状，喷涂越远离中心，喷涂厚度的越薄，均匀性越差。

本发明通过下述技术方案实现：

一种形状记忆合金管接头的表面处理方法，包括以下步骤完成的：

1、准备：准备喷砂用的磨料金刚砂180#和金刚砂400#，空压机气压为0.3～0.5MPa，准备喷砂用模具，采用不干胶对形状记忆合金管接头的内表面的非喷涂区的位置进行屏蔽保护；

2、喷砂：喷头到形状记忆合金管接头的表面距离以100～150mm。喷射方向与基体表面法线夹角40～50°；

3、清理：喷砂结束后必须用高压空气清理所有缝隙中残留砂粒；

4、喷涂：喷涂前，管接头的表面油污采用除油剂或酒精擦拭处理，空压机气压为0.3～0.4MPa，喷涂涂料为水性二硫化钼；将形状记忆合金管接头安装在喷涂机工作台上，用不干胶对非喷涂区的位置进行屏蔽保护，堵头安装在形状记忆合金管接头内部，堵头的高度取决于的内表面的喷涂的高度，挡板安装在喷涂工作台上，喷涂时，可以控制挡板的高度的变化，挡板的高度可实现自动升降；一切设置完毕后，进行水性二硫化钼的喷涂；

5、固化：将形状记忆合金管接头放置在干燥箱中，随炉升温至180～200℃，保温60～80min，空冷至室温；

6、检测：目视检查涂层表面，表面应平滑，涂层均匀，附着力良好，形状记忆合金管接头纵向剖解后内表面喷涂后的涂层厚度为10～12μm；

其特征在于：所述喷嘴内靠近出口处设置一个施加高压空气的吹气旁路，所述吹气旁路迫使空气以高速的流速通过喷嘴，同时又不影响喷嘴出口的二硫化钼的喷雾的均匀性。

在一些实施例中，所述吹气旁路的吹出的空气流体相对于喷嘴出口的涂料流的方向可调，呈0-15°的夹角。

在一些实施例中，所述喷砂具体工艺为：第一次，磨料为金刚砂180#，喷砂时间40～60s；第二次，磨料为金刚砂400#，喷砂时间60～80s。

在一些实施例中，所述喷涂时的具体工艺参数包括：喷嘴到形状记忆合金管接头的内表面距离以180～250mm。喷射方向与基体表面法线夹角45～50°。

在一些实施例中，所述喷涂时的具体工艺参数进一步包括：挡板与堵头的高度平齐，设置挡板的高度为0，设置时间为8～10s；开始喷砂时，挡板设置为均速0.5～2.5mm/s，挡板的高度最大为形状记忆合金管接头的喷涂高度，喷嘴旋转，直至喷涂结束。

在一些实施例中，喷嘴旋转的转速4～6n/min。

本发明具有如下的优点和有益效果：

1、本专利采用合理的磨料和喷砂工艺，特别的两次喷砂工艺，喷砂后的表面均匀，为喷涂的均匀性和涂层的粘接性奠定了基础。

2、本专利采用合理的喷涂的结构方式和喷涂工艺，特别的巧妙地在喷嘴出口外增加一吹气旁路，吹离积聚在喷嘴处的涂料，保证涂料流体的均匀性；同时设计的可升降的挡板，大大提升了喷涂的均匀性，内表面喷涂后的涂层厚度：10～12μm。若无挡板，喷涂呈发散状，喷涂越远离中心，喷涂厚度的越薄，均匀性越差。

下面通过附图和具体实施方式对本发明做进一步说明，但并不意味着对本发明保护范围的限制。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为一种形状记忆合金管接头的内表面剖视图；

图2为一种形状记忆合金管接头的表面处理方法的示意图。

图中附图标记示意为：形状记忆合金管接头1，喷嘴2，堵头3，挡板4，喷涂工作台5。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的模块或具有相同或类似功能的模块。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“另一个实施例”等的描述意指结合该实施例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

实施例1

一种形状记忆合金管接头的表面处理方法是按以下步骤完成的：

选取型号为6mm的规格形状记忆合金管接头，需喷涂的区域：端头至3mm(即0～3mm)。

1、准备。准备喷砂用的磨料金刚砂180#和金刚砂400#，空压机气压为0.3～0.5MPa。准备喷砂用模具，采用不干胶对形状记忆合金管接头的内表面的非喷涂区的位置进行屏蔽保护。

2、喷砂。喷头到形状记忆合金管接头的表面距离以100～150mm。喷射方向与基体表面法线夹角40～50°。第一次，磨料为金刚砂180#，喷砂时间40S；第二次，磨料为金刚砂400#，喷砂时间60S。

3、清理。喷砂结束后必须用高压空气清理所有缝隙中残留砂粒。表面必须用高压空气进行清理。

4、喷涂。喷涂前，表面油污必须采用除油剂或酒精擦拭处理。空压机气压为0.3～0.4MPa。喷涂涂料为水性二硫化钼。形状记忆合金管接头1，喷嘴2，堵头3，挡板4，喷涂工作台5。将形状记忆合金管接头1安装在喷涂机工作台5上，用不干胶对所需保护的位置进行屏蔽保护。堵头3安装在形状记忆合金管接头1内部，堵头3的高度取决于的内表面的喷涂的高度。挡板4安装在喷涂工作台5上，喷涂时，可以控制挡板4的高度的变化，挡板4的高度可实现自动升降。喷嘴2靠近出口处的吹气旁路，设置吹出的快速空气方向与喷嘴2出口的涂料流体方向呈3-15°的夹角。

(1)喷嘴2到形状记忆合金管接头1的内表面距离以180～200mm。喷射方向与基体表面法线夹角45～50°。

(2)挡板4与堵头3的高度平齐，设置挡板4的高度为0，设置时间为8S。开始喷砂，挡板4设置为均速1.5mm/s，挡板4的高度最大为形状记忆合金管接头1的喷涂高度。喷嘴2旋转，转速4n/min，喷涂结束。

5、固化。将形状记忆合金管接头放置在干燥箱中，随炉升温至180～200℃，保温70min，空冷至室温。

6、检测。目视检查涂层表面，表面应平滑，涂层均匀，附着力良好。将形状记忆合金管接头的纵向剖解，内表面喷涂后实测的涂层厚度：10.5μm。

实施例2

一种形状记忆合金管接头的表面处理方法是按以下步骤完成的：

选取型号为12mm的规格形状记忆合金管接头，需喷涂的区域：端头至4mm(即0～4mm)。

1、准备。准备喷砂用的磨料金刚砂180#和金刚砂400#，空压机气压为0.3～0.5MPa。准备喷砂用模具，采用不干胶对形状记忆合金管接头的内表面的非喷涂区的位置进行屏蔽保护。

2、喷砂。喷头到形状记忆合金管接头的表面距离以100～150mm。喷射方向与基体表面法线夹角40～50°。第一次，磨料为金刚砂180#，喷砂时间40S；第二次，磨料为金刚砂400#，喷砂时间70S。

3、清理。喷砂结束后必须用高压空气清理所有缝隙中残留砂粒。表面必须用高压空气进行清理。

4、喷涂。喷涂前，表面油污必须采用除油剂或酒精擦拭处理。空压机气压为0.3～0.4MPa。喷涂涂料为水性二硫化钼。形状记忆合金管接头1，喷嘴2，堵头3，挡板4，喷涂工作台5。将形状记忆合金管接头1安装在喷涂机工作台5上，用不干胶对所需保护的位置进行屏蔽保护。堵头3安装在形状记忆合金管接头1内部，堵头3的高度取决于的内表面的喷涂的高度。挡板4安装在喷涂工作台5上，喷涂时，可以控制挡板4的高度的变化，挡板4的高度可实现自动升降。喷嘴2内靠近出口处的吹气旁路，设置吹出的快速空气方向与喷嘴2出口的涂料流体方向呈3-15°的夹角。

(1)喷嘴2到形状记忆合金管接头1的内表面距离以180～200mm。喷射方向与基体表面法线夹角45～50°。

(2)挡板4与堵头3的高度平齐，设置挡板4的高度为0，设置时间为10S。开始喷砂，挡板4的变速运动，更有利于喷涂的均匀性，挡板4的高度最大为形状记忆合金管接头1的喷涂高度。喷嘴2旋转，转速4n/min，喷涂结束。

5、固化。将形状记忆合金管接头放置在干燥箱中，随炉升温至180～200℃，保温70min，空冷至室温。

6、检测。目视检查涂层表面，表面应平滑，涂层均匀，附着力良好。将形状记忆合金管接头的纵向剖解，内表面喷涂后实测的涂层厚度：11.0μm。

其中，实施例1-2喷涂时，具体地设置挡板与其挡板运动速率的关系按表1进行设定：

表1挡板的高度与运动速率的关系

挡板的高度(mm)	0＜H＜1	1≤H＜2	2≤H＜3	3≤H＜4
					运动速率(mm/s)	2.2	1.7	1.2	0.7

对实施例1-2喷涂完成的形状记忆合金管接头作剖面处理，测试其表面的涂料的厚度均匀性以及光滑性。作为对比，使用市售的普通喷头(未设置吹气旁路)作为对比例，效果测试对比如表2。

表2合金管接头内表面涂料层性能

样品	厚度差±％	光滑性
			实施例1	4.59	表面平滑
实施例2	3.13	表面平滑
			对比例	14.38	表面粗糙

可见，本发明的形状记忆合金管接头的表面处理方法，得到的合金管接头内表面的涂层厚度均匀，涂层表面也光滑，提高了该形状记忆合金的工作性能和使用寿命。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (5)

1.一种形状记忆合金管接头的表面处理方法，包括以下步骤完成的：

准备：准备喷砂用的磨料金刚砂180#和金刚砂400#，空压机气压为0.3～0.5MPa，准备喷砂用模具，采用不干胶对形状记忆合金管接头的内表面的非喷涂区的位置进行屏蔽保护；

喷砂：喷头到形状记忆合金管接头的表面距离为 100～150mm，喷射方向与基体表面法线夹角40～50°；

清理：喷砂结束后必须用高压空气清理所有缝隙中残留砂粒；

喷涂：喷涂前，管接头的表面油污采用除油剂或酒精擦拭处理，空压机气压为0.3～0.4MPa，喷涂涂料为水性二硫化钼；将形状记忆合金管接头安装在喷涂机工作台上，用不干胶对非喷涂区的位置进行屏蔽保护，堵头安装在形状记忆合金管接头内部，堵头的高度取决于的内表面的喷涂的高度，挡板安装在喷涂工作台上，喷涂时，可以控制挡板的高度的变化，挡板的高度可实现自动升降；一切设置完毕后，进行水性二硫化钼的喷涂；喷涂时，挡板与堵头的高度平齐，设置挡板的高度为0，设置时间为8～10s；开始喷砂时，挡板设置为均速0.5～2.5mm/s，挡板的高度最大为形状记忆合金管接头的喷涂高度，喷嘴旋转，直至喷涂结束；

固化：将形状记忆合金管接头放置在干燥箱中，随炉升温至180～200℃，保温60～80min，空冷至室温；

检测：目视检查涂层表面，表面应平滑，涂层均匀，附着力良好，形状记忆合金管接头纵向剖解后内表面喷涂后的涂层厚度为10～12μm；

其特征在于：

所述喷嘴内靠近出口处设置一个施加高压空气的吹气旁路，所述吹气旁路迫使空气以高速的流速通过喷嘴。

2.如权利要求1所述的一种形状记忆合金管接头的表面处理方法，其特征在于，

所述吹气旁路的吹出的空气流体相对于喷嘴出口的涂料流的方向可调，呈0-15°的夹角。

3.如权利要求1所述的一种形状记忆合金管接头的表面处理方法，其特征在于，

所述喷砂具体工艺为：第一次，磨料为金刚砂180#，喷砂时间40～60s；第二次，

磨料为金刚砂400#，喷砂时间60～80s。

4.如权利要求1所述的一种形状记忆合金管接头的表面处理方法，其特征在于，所述喷涂时的具体工艺参数包括：喷嘴到形状记忆合金管接头的内表面距离为 180～250mm，喷射方向与基体表面法线夹角45～50°。

5.如权利要求4所述的一种形状记忆合金管接头的表面处理方法，其特征在于，

喷嘴旋转的转速4～6n/min。

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