一种具有高性能耐腐蚀耐磨损纳米涂层的连续酸解搅拌器叶片制造技术

本发明专利技术公开了一种具有高性能耐腐蚀耐磨损纳米涂层的连续酸解搅拌器叶片涂层，包括搅拌轴和设置于搅拌轴上的搅拌叶片(100)，搅拌叶片(100)表面设置有由纳米材料构成的纳米复合涂层(200)，纳米复合涂层(200)为梯度涂层，包括金属底层(201)、中间过渡层(202)及纳米陶瓷表面涂层(203)。本发明专利技术的具有高性能耐腐蚀耐磨损纳米涂层的连续酸解搅拌器叶片涂层，满足了现有钛白粉厂生产用搅拌叶片综合性能的要求，其兼具机械载荷及耐腐蚀性能，保证了其结构的稳定性和工作的可靠性，且结构简单，安装方便，可以长期稳定地运行，具有使用寿命长、加工简便、安全、成本低廉等特点。

A continuous acid hydrolysis agitator blade with high performance corrosion resistance and wear resistance nano coating

The invention discloses a continuous acid solution agitator blade coating with high performance corrosion resistance and wear resistance nano coating, including a stirring shaft and a stirring blade (100) arranged on a mixing shaft. A nano composite coating (200) consisting of nanomaterial is arranged on the surface of the mixing blade (100), and the nano composite coating (200) is a gradient coating, including a gradient coating. Metal bottom (201), intermediate transition layer (202) and nano ceramic surface coating (203). The continuous acid solution agitator blade coating with high performance corrosion resistance and wear resistance nano coating meets the requirements of the comprehensive performance of the mixing blade used in the production of the existing titanium white powder factory. It has both mechanical load and corrosion resistance, and ensures the stability of the structure and the reliability of the work, and the structure is simple and the installation is convenient. It can run steadily for a long time, with long service life, simple processing, safety and low cost.

【技术实现步骤摘要】
一种具有高性能耐腐蚀耐磨损纳米涂层的连续酸解搅拌器叶片
本专利技术涉及一种钛白粉厂连续酸解搅拌器叶片涂层，特别是涉及到一种具有高性能耐腐蚀耐磨损纳米涂层的连续酸解搅拌器叶片。
技术介绍
在偏钛酸法钛白粉生产过程中，钛液水解是一极其重要的工序，水解质量的好坏对最终钛白粉的品质影响很大。钛液的水解是二氧化钛组分从液相的钛液转为偏固相的偏钛酸，从而与母液中的可溶性杂质分离以提取纯净的二氧化钛。在钛液的自生晶种法水解过程中，依靠钛液的强烈稀释生成晶种，晶种质量的状况对水解质量有非常大的影响。在生成晶种时，主要受钛液与水混合的状况来决定的。此过程是在一个大型设备水解罐中完成的，水解罐中的搅拌器叶片起到重要作用。然而钛液的水解工作环境恶劣，钛液的水解液具强酸和一定的粘性，容易粘结在叶轮上，且高温状态的强酸在锌渣叶轮上对搅拌器叶片具有较大的腐蚀性，在高温状态下使搅拌器叶片磨损严重，平均安全使用寿命为3-5天，造成生产安全隐患。因此搅拌器叶片的使用有固定周期，需要经常停机更换备件，这就大大影响了正常的生产运行，降低了生产效率，无法满足现有生产线低成本、高效率的生产需求。
技术实现思路
本专利技术所解决的技术问题是针对现有技术中钛白粉厂连续酸解生产用搅拌器叶片在使用过程中易腐蚀、易磨损及使用寿命短的缺陷，提供一种具有高性能耐腐蚀耐磨损纳米涂层的连续酸解搅拌器叶片。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：本专利技术提供一种具有高性能耐腐蚀耐磨损纳米涂层的连续酸解搅拌器叶片，包括搅拌轴和设置于所述搅拌轴上的搅拌叶片100，所述搅拌叶片100表面设置有由纳米材料构成的纳米复合涂层200，所述纳米复合涂层200为梯度涂层，包括金属底层201、中间过渡层202及纳米陶瓷表面涂层203，并进行封闭处理。进一步地，在所述的具有高性能耐腐蚀耐磨损纳米涂层的连续酸解搅拌器叶片上，所述金属底层201为包含Ni、Cr、Al的Ni基材料。进一步地，在所述的具有高性能耐腐蚀耐磨损纳米涂层的连续酸解搅拌器叶片上，所述中间过渡层202为包含Ni、Cr、Al、W的Ni基材料。进一步地，在所述的具有高性能耐腐蚀耐磨损纳米涂层的连续酸解搅拌器叶片上，所述纳米陶瓷表面涂层203为超音速喷涂氧化铬基陶瓷复合材料，以氧化铬为主，含有氧化硅和氧化钛的三元系复合粉末，熔点为2300℃。进一步地，在所述的具有高性能耐腐蚀耐磨损纳米涂层的连续酸解搅拌器叶片上，所述纳米复合涂层厚度为500-650μm。进一步优选地，在所述的具有高性能耐腐蚀耐磨损纳米涂层的连续酸解搅拌器叶片上，所述金属底层厚度为100-150μm，所述中间过渡层厚度为300-350μm，以及所述纳米陶瓷表面涂层厚度为100-150μm。进一步地，在所述的具有高性能耐腐蚀耐磨损纳米涂层的连续酸解搅拌器叶片上，采用超音速纳米热喷涂设备在所述搅拌叶片100表面制备纳米复合涂层200。进一步优选地，在所述的具有高性能耐腐蚀耐磨损纳米涂层的连续酸解搅拌器叶片上，所述采用超音速纳米热喷涂设备喷涂的速度为1100-1300m/s。本专利技术采用上述技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：本专利技术提供的具有高性能耐腐蚀耐磨损纳米涂层的连续酸解搅拌器叶片，通过在叶轮表面涂覆纳米复合涂层，满足了现有钛白粉厂生产用搅拌叶片综合性能的要求，该纳米复合涂层兼具机械载荷及耐腐蚀性能，保证了其结构的稳定性和工作的可靠性，且结构简单，安装方便，可以长期稳定地运行，具有使用寿命长、加工简便、安全、成本低廉等特点；经测试，施加纳米复合涂层后的搅拌使用寿命提高到45天以上。附图说明图1为本专利技术一种具有高性能耐腐蚀耐磨损纳米涂层的连续酸解搅拌器叶片的结构示意图；其中，各附图标记为：100-搅拌叶片，200-纳米复合涂层，201-金属底层，202-中间过渡层，203-纳米陶瓷表面涂层。具体实施方式下面通过具体实施例对本专利技术进行详细和具体的介绍，以使更好的理解本专利技术，但是下述实施例并不限制本专利技术范围。如图1所示，本专利技术实施例提供了一种具有高性能耐腐蚀耐磨损纳米涂层的连续酸解搅拌器叶片，包括搅拌轴和设置于搅拌轴上的搅拌叶片100，搅拌叶片100表面设置有由纳米材料构成的纳米复合涂层200，纳米复合涂层200为梯度涂层，包括金属底层201、中间过渡层202及纳米陶瓷表面涂层203，并进行封闭处理。该纳米复合涂层200具有耐腐蚀、耐磨损性能，在钛白粉厂生产用搅拌叶片100上涂覆纳米复合涂层200之后，能够使钛白粉厂生产用搅拌叶片100表面的耐腐蚀、耐腐蚀使用周期提高2～3倍以上，大大长于现有技术中钛白粉厂生产用搅拌叶片耐腐蚀、耐腐蚀的使用周期，使得钛液酸解可以长时间的持续工作，降低了生产成本，提高了工作效率。请继续参阅如图1所示，在该纳米复合涂层200中，金属底层201采用耐酸蚀的纳米涂层材料对基体进行全面保护，防止基材因酸气腐蚀造成涂层剥落；中间过渡层202采用纳米金属复合材料作为增加保护层，在增加耐腐蚀性能的同时，提高耐磨损的效果；纳米陶瓷表面涂层203采用纳米陶瓷复合涂层材料来增强耐磨损、耐腐蚀的功能。具体地，金属底层201为包含Ni、Cr、Al的Ni基材料，其厚度为100-150μm，优选为120-140μm。中间过渡层202为包含Ni、Cr、Al、W的Ni基材料，其厚度为300-350μm，优选为320-340μm。纳米陶瓷表面涂层203为超音速喷涂氧化铬基陶瓷复合材料，以氧化铬为主，含有氧化硅和氧化钛的三元系复合粉末，熔点为2300℃，其厚度为100-150μm，优选为110-130μm。纳米复合涂层200的总厚度为500-650μm，优选为550-600μm。在本实施例的具有高性能耐腐蚀耐磨损纳米涂层的连续酸解搅拌器叶片上，该纳米复合涂层200一般采用超音速喷涂，采用超音速纳米热喷涂设备在搅拌叶片100表面制备纳米复合涂层。制备纳米复合涂层，通过工艺条件的控制达到与基材的高结合力，喷涂的工艺参数包括氧气与氮气的比率及总流量、煤油燃料的流量、供粉率及载气条件、喷涂距离、喷涂角度及基体的温度控制，达到钛白粉厂生产用搅拌叶片耐腐蚀、耐腐蚀的性能。优选地，采用超音速纳米热喷涂设备喷涂的速度为1100-1300m/s，更优选为1200-1250m/s。本专利技术结合攀钢钒钛白粉厂给料器叶片及运行试验叶片磨损情况，系统分析了搅拌叶片100的磨损特性，认为该类磨损属磨蚀，即在酸蚀条件下的磨损，因此从减少酸对涂层的腐蚀和提高表面耐磨性两个方面进行了涂层设计，即主要采取了如下技术措施进行针对性的改进：先对搅拌叶片的表面进行耐酸蚀保护，防止基材因酸气腐蚀造成涂层剥落；再采用纳米金属复合材料作为增加保护层，最好再在表面采用纳米陶瓷复合涂层材料来增强耐磨损、耐腐蚀的功能。由专利技术技术方案制做的钛白粉厂带有纳米复合涂层的给料器搅拌叶片，在线连续生产已经超过原有叶片的两个使用周期，取得了明显的使用效果。经过与钛白粉厂及攀钢研究院相关人员的技术交流，本专利技术纳米复合涂层耐磨损、耐腐蚀的使用效果更加明显，并制做65片带有该纳米保护涂层的搅拌叶片由钛白粉厂继续验证使用效果，试验结果表明，施加该纳米复合涂层后的搅拌使用寿命提高到45天以上，使用达到最佳的使用效果。以上对本专利技术的具体实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有具有高性能耐腐蚀耐磨损纳米涂层纳米涂层的连续酸解搅拌器叶片，包括搅拌轴和设置于所述搅拌轴上的搅拌叶片(100)，其特征在于，所述搅拌叶片(100)表面设置有由纳米材料构成的纳米复合涂层(200)，所述纳米复合涂层(200)为梯度涂层，包括金属底层(201)、中间过渡层(202)及纳米陶瓷表面涂层(203)。

【技术特征摘要】
1.一种具有具有高性能耐腐蚀耐磨损纳米涂层纳米涂层的连续酸解搅拌器叶片，包括搅拌轴和设置于所述搅拌轴上的搅拌叶片(100)，其特征在于，所述搅拌叶片(100)表面设置有由纳米材料构成的纳米复合涂层(200)，所述纳米复合涂层(200)为梯度涂层，包括金属底层(201)、中间过渡层(202)及纳米陶瓷表面涂层(203)。2.根据权利要求1所述的具有具有高性能耐腐蚀耐磨损纳米涂层纳米涂层的连续酸解搅拌器叶片，其特征在于，所述金属底层(201)为包含Ni、Cr、Al的Ni基材料。3.根据权利要求1所述的具有具有高性能耐腐蚀耐磨损纳米涂层纳米涂层的连续酸解搅拌器叶片，其特征在于，所述中间过渡层(202)为包含Ni、Cr、Al、W的Ni基材料。4.根据权利要求1所述的具有具有高性能耐腐蚀耐磨损纳米涂层纳米涂层的连续酸解搅拌器叶片，其特征在于，所述纳米陶瓷表面涂层(203)为超音速喷涂氧化铬基陶瓷...

【专利技术属性】
技术研发人员：田庆芬，李刚，
申请(专利权)人：上海英佛曼纳米科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31