本发明专利技术涉及一种应用于抽油泵泵筒电镀的非晶态镍钨磷合金电镀液及加工工艺，非晶态镍钨磷合金电镀液包括主盐、缓冲剂、络合剂、导电盐以及去离子水，其中主盐组成为硫酸镍、钨酸钠以及亚磷酸，三者的浓度分别为120‑140g/L、10‑20g/L以及5‑15g/L；缓冲剂为硼酸，其浓度为25‑35g/L；络合剂为柠檬酸和/或柠檬酸钠，其浓度为20‑30 g/L；导电盐为硫酸钠，其浓度为20‑30g/L。本发明专利技术的优点是：泵筒内表面防护层采用的是非晶态镍钨磷合金电镀液镀层，通过调节电镀液的成分配比，提高了防护层的耐中性盐雾、耐酸碱腐蚀以及耐硫化物性能；并且加入了碳化硅作为添加剂，提高了防护层的耐酸碱腐蚀及耐磨性能；并且通过对碳化硅的改性处理，提高了其与金属组分以及基体材料的结合性能，提高了结构的致密性，进一步提高了防护层的耐酸碱腐蚀以及耐磨性能。
【技术实现步骤摘要】
一种应用于抽油泵泵筒电镀的非晶态镍钨磷合金电镀液及加工工艺
本专利技术属于油田抽油泵
，具体涉及一种应用于抽油泵泵筒电镀的非晶态镍钨磷合金电镀液及加工工艺。
技术介绍
抽油泵主要由泵筒、柱塞、进油阀和出油阀组成。抽油泵在工作中靠抽油机的拖动，柱塞在泵筒中上下往复运动。上冲程时，柱塞下部的出油阀关闭，柱塞将泵筒中的原油推到泵筒外，同时下部形成真空，通过进油阀将油吸到泵筒中来。下冲程时，进油阀关闭，油液通过柱塞及出油阀将油压到上边来，这样不停的上下运动，就把油不断的抽吸到地面上来。由于国内油田开发大都已到中后期开采，开发难度加大，油井环境介质不断恶化，井液中含有CO2、H2S和盐水等腐蚀介质，还有砂粒等杂质，在这样恶劣的环境下抽油泵每天要往复工作上万次，因此要求抽油泵具有更高的硬度、耐磨、耐蚀等性能，从而满足现场使用的需要。泵筒是抽油泵最重要的部件，其价值占抽油泵总价值的60%以上。泵筒的主要失效形式是磨损和腐蚀。目前国内泵筒内壁处理工艺主要为镀铬、电镀镍、化学镀镍磷等。但以上镀种存在环境污染严重、脆性大、电沉积速度慢，表观有微裂纹、镀厚有针孔等缺点。导致耐腐蚀、耐磨性能不能满足现场使用的需要，限制了其大范围推广使用。
技术实现思路
本专利技术的目的就是针对现有技术存在的缺陷，提供一种具有良好的耐腐蚀和耐磨性能，且生产过程不污染环境的非晶态镍钨磷合金防腐耐磨电镀液以及抽油泵泵筒电镀加工工艺。本专利技术之一是提供一种应用于抽油泵泵筒电镀的非晶态镍钨磷合金电镀液，其技术方案是：包括主盐、缓冲剂、络合剂、导电盐以及去离子水，其中所述主盐组成为硫酸镍、钨酸钠以及亚磷酸，三者的浓度分别为120-140g/L、10-20g/L以及5-15g/L；所述缓冲剂为硼酸，其浓度为25-35g/L；所述络合剂为柠檬酸或柠檬酸钠，其浓度为20-30g/L；所述导电盐为硫酸钠，其浓度为20-30g/L。进一步优选的，所述硫酸镍、钨酸钠以及亚磷酸的浓度为133g/L、18g/L以及8g/L；所述硼酸浓度为30g/L，所述硫酸钠浓度为24g/L。进一步改进，所述的电镀液中还加入添加剂，添加剂可为以下两种：其一，所述添加剂为改性碳化硅，其浓度为5-8g/L；所述改性碳化硅通过以下步骤得到：按照重量比3-5：4-5：100-120：3-6将碳化硅、去离子水、甲苯、硅烷偶联剂KH550混合，在65-75℃搅拌反应1-1.5小时；反应结束后固体产物依次用丙酮、去离子水洗涤后烘干，再经过研磨至平均粒径在20～50nm，得到表面接枝硅烷偶联剂的碳化硅。其二，所述的添加剂为改性复合碳化硅，其浓度为4-6g/L；所述改性复合碳化硅通过以下步骤得到：按照重量比3-5：2-4：4-5：100-120：3-6将碳化硅、氮化硅、去离子水、甲苯、硅烷偶联剂KH550混合，在68-70℃搅拌反应2-2.5小时；反应结束后固体产物依次用丙酮、去离子水洗涤后烘干，再经过研磨至平均粒径在20～50nm，得到表面接枝硅烷偶联剂的复合碳化硅。更进一步的，上述两种添加剂还需通过表面正电荷化处理，处理步骤为：将表面接枝硅烷偶联剂的碳化硅（或者复合碳化硅）、乙腈、离子液体[Hmim]HSO4、偶氮二异丁腈按照重量比5～8：90～100：3～5：0.7-0.9在氮气气氛下混合均匀，再82-86℃条件下反应5-6h，反应结束后，固体产物依次经过丙酮、去离子水洗涤后烘干，再经过研磨至平均粒径在20～50nm，得到表面正电荷化的碳化硅（或者复合碳化硅）。离子液体[Hmim]HSO4为现有的离子液体，比如可以通过如下方式制备：取8.2g的N-甲基咪唑，加入容量为250mL的三孔瓶中，置于冰水浴中冷却至0～5℃，在剧烈的搅拌下，于30min内用胶头滴管加入10～12g的98％(质量百分数)的浓硫酸和10mLH2O，室温继续搅拌2～4h；反应后，混合液在75℃的条件下减压蒸发除去水分，得到目标产物[Hmim]HSO4。本专利技术之二是提供一种应用上述非晶态镍钨磷合金电镀液的抽油泵泵筒的电镀加工工艺，加工工件依次经过电解除油、电化学刻蚀、活化、去离子水清洗、电镀以及热处理步骤处理，具体如下：所述电解除油是在65-75℃的除油液中处理5-10分钟，电流密度控制为5-10A/dm2；所述除油液由除油粉和水按照质量比3-5:100配置而成；所述除油粉由NaOH、Na2CO3以及Na3PO4按照质量比15-18:25-28:2-4配置而成，并保持pH在10-13之间；所述电化学刻蚀是在摩尔浓度为0.4～0.5mol/L的硝酸钠水溶液中处理除去氧化膜，电流密度控制为5-10A/dm2；所述活化是在浓度为0.35-0.4M的硫酸溶液中浸泡，以增加金属表面活性；所述电镀采用非晶态镍钨磷合金电镀液，并用碳酸镍调节PH值至2-3，电镀温度≥70℃，电流密度5-10A/dm2，电镀时间为3-4小时；通过电镀在泵筒内表面镀一层非晶态镍钨磷防腐耐磨防护层，该防护层的厚度不低于75μm。所述热处理是在300℃-400℃环境下保温1-2小时。进一步改进，所述除油液中还加入纳米棒状AlOOH，所述纳米棒状AlOOH与除油粉的质量比为1:1-2；所述纳米棒状AlOOH制备步骤为：配制含有0.25g/L的十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）和0.14g/L的柠檬酸的水溶液，超声分散均匀，作为复合软模板溶液，再向复合软模板溶液中加入0.15mol/L的硝酸铝和0.10mol/L的尿素，80℃下反应2.5h，反应结束后，使白色沉淀物自然沉降，3000rpm离心7min除上清，将底部沉淀真空干燥，得到纳米棒状AlOOH。进一步改进，所述活化中浸泡时间为30-60S。进一步改进，所述电解除油、电化学刻蚀以及电镀步骤后均设有水洗步骤。本专利技术的优点是：泵筒内表面防护层采用的是非晶态镍钨磷合金电镀液镀层，通过调节电镀液的成分配比，提高了防护层的耐中性盐雾、耐酸碱腐蚀以及耐硫化物性能；并且加入了碳化硅作为添加剂，提高了防护层的耐酸碱腐蚀及耐磨性能；并且通过对碳化硅的改性处理，提高了其与金属组分以及基体材料的结合性能，提高了结构的致密性，进一步提高了防护层的耐酸碱腐蚀以及耐磨性能。具体实施方式实施例1一种应用于抽油泵泵筒电镀层的非晶态镍钨磷合金电镀液，包括主盐、缓冲剂、络合剂、导电盐以及去离子水，其中主盐组成为硫酸镍、钨酸钠以及亚磷酸，三者的浓度分别为120g/L、20g/L以及10g/L；缓冲剂为硼酸，其浓度为25g/L；络合剂为柠檬酸，其浓度为20g/L；导电盐为硫酸钠，其浓度为30g/L。实施例2一种应用于抽油泵泵筒电镀层的非晶态镍钨磷合金电镀液，包括主盐、缓冲剂、络合剂、导电盐以及去离子水，其中主盐组成为硫酸镍、钨酸钠以及亚磷酸，三者的浓度分别为140g/L、15g/L以及15g/L；缓冲剂为硼酸，其浓度为35g/L；络合剂为柠檬酸钠，其浓度为30g/L；导电盐为硫酸钠，其浓度为20g/L。实施例3一种应用于抽油泵泵筒电镀层的非晶态镍钨磷合金电镀液，包括主盐、缓冲剂、络合剂、导电盐以及去离子水，其中主盐组成为硫酸镍、钨酸钠以及亚磷酸，三者的浓度分别为133g/L、18g/L以及8g/L；缓冲剂为硼酸，其浓度为30g/L；络合剂为柠檬酸和柠檬本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种应用于抽油泵泵筒电镀层的非晶态镍钨磷合金电镀液，其特征在于，包括主盐、缓冲剂、络合剂、导电盐以及去离子水，其中所述主盐组成为硫酸镍、钨酸钠以及亚磷酸，三者的浓度分别为120‑140g/L、10‑20g/L以及5‑15g/L；所述缓冲剂为硼酸，其浓度为25‑35g/L；所述络合剂为柠檬酸和/或柠檬酸钠，其浓度为20‑30 g/L；所述导电盐为硫酸钠，其浓度为20‑30 g/L。
【技术特征摘要】
1.一种应用于抽油泵泵筒电镀层的非晶态镍钨磷合金电镀液，其特征在于，包括主盐、缓冲剂、络合剂、导电盐以及去离子水，其中所述主盐组成为硫酸镍、钨酸钠以及亚磷酸，三者的浓度分别为120-140g/L、10-20g/L以及5-15g/L；所述缓冲剂为硼酸，其浓度为25-35g/L；所述络合剂为柠檬酸和/或柠檬酸钠，其浓度为20-30g/L；所述导电盐为硫酸钠，其浓度为20-30g/L。2.根据权利要求1所述的应用于抽油泵泵筒电镀层的非晶态镍钨磷合金电镀液，其特征在于，所述硫酸镍、钨酸钠以及亚磷酸的浓度为133g/L、18g/L以及8g/L；所述硼酸浓度为30g/L；所述络合剂为柠檬酸和柠檬酸钠按照质量比1:2配置而成，其浓度为26g/L；所述硫酸钠浓度为24g/L。3.根据权利要求1所述的应用于抽油泵泵筒电镀层的非晶态镍钨磷合金电镀液，其特征在于，所述的电镀液中还加入添加剂，所述添加剂为改性碳化硅，其浓度为5-8g/L；所述改性碳化硅通过以下步骤得到：按照重量比3-5：4-5：100-120：3-6将碳化硅、去离子水、甲苯、硅烷偶联剂KH550混合，在65-75℃搅拌反应1-1.5小时；反应结束后固体产物依次用丙酮、去离子水洗涤后烘干，再经过研磨至平均粒径在20～50nm，得到表面接枝硅烷偶联剂的碳化硅。4.根据权利要求1所述的应用于抽油泵泵筒电镀层的非晶态镍钨磷合金电镀液，其特征在于，所述的电镀液中还加入添加剂，所述的添加剂为改性复合碳化硅，其浓度为4-6g/L；所述改性复合碳化硅通过以下步骤得到：按照重量比3-5：2-4：4-5：100-120：3-6将碳化硅、氮化硅、去离子水、甲苯、硅烷偶联剂KH550混合，在68-70℃搅拌反应2-2.5小时；反应结束后固体产物依次用丙酮、去离子水洗涤后烘干，再经过研磨至平均粒径在20～50nm，得到表面接枝硅烷偶联剂的复合碳化硅。5.根据权利要求3所述的应用于抽油泵泵筒电镀层的非晶态镍钨磷合金电镀液，其特征在于，所述表面接枝硅烷偶联剂的碳化硅还包括表面正电荷化处理步骤，处理步骤为：将表面接枝硅烷偶联剂的碳化硅、乙腈、离子液体[Hmim]HSO4、偶氮二异丁腈按照重量比5～8：90～100：3～5：0.7-0.9在氮气气氛下混合均匀，再82-86℃条件下反应5-6h，反应结束后，固体产物依次经过丙酮、去离子水洗涤后烘干，再经过研磨至平均粒径在20～50nm，得到表面正电荷化的碳化硅。6.根据权利要求4所述的应用于抽油...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘可峰，王勇，郑海滨，刘伟胜，王刚，郭卫东，张东波，
申请(专利权)人：胜利油田金岛实业有限责任公司，胜利油田金岛实业有限责任公司胜岛石油机械厂，
类型：发明
国别省市：山东,37
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。