一种提高高强钢泵头体耐磨蚀的方法技术

本发明专利技术涉及泵的性能研究技术领域，公开了一种提高高强钢泵头体耐磨蚀的方法，采用复合电沉积技术，向电镀液中引入制备得到的纳米陶瓷材料，提高镀层的耐腐蚀性能和耐磨性能，对高强钢泵头体起到牢固的表面强化作用，能够适应恶劣的工作环境。克服了现有纳米材料添加至电镀液中存在的易团聚缺陷，能够形均匀分散的镀层，具有较强的实际应用价值。本发明专利技术采用的提高高强钢耐磨蚀的方法具有操作方便，性能稳定，造价低廉等特点，可耐腐蚀介质磨粒的磨损，适用于工况非常严苛的条件，工作状态好。

【技术实现步骤摘要】
一种提高高强钢泵头体耐磨蚀的方法
本专利技术属于泵的性能研究
，具体涉及一种提高高强钢泵头体耐磨蚀的方法。
技术介绍
泵是输送流体或使流体增压的机械，它将原动机的机械能或其他外部能量传送给液体，使液体能量增加。为了延长泵头体的使用寿命，一般采用性能更优的高强高进行加工，与普通强度钢相比，高强度钢具有更高的屈服强度和拉伸强度。因此，用高强度钢构件代替普通强度钢构件可以减小截面尺寸，节省钢消耗，并降低制造，运输和安装成本。高强度钢的应用不仅可以体现出较高的结构效率，而且可以带来可观的经济效益和社会效益。当今社会对能源的需求越来越大，泵在能源开采中发挥重要的作用。开采难度的增加，泵的工作环境也十分恶劣，存在着高压疲劳，腐蚀性介质浓度高，大颗粒冲刷摩擦等不良环境，随着使用过程中的应力集中，泵头体在腐蚀液中的使用抗腐蚀疲劳性显著降低，出现腐蚀疲劳裂纹以及表面点蚀坑等，不加以处理的话会产生更多的二次裂纹，磨损加重，深度越深，直至断裂。现有的防磨蚀处理方法多采用在表面喷涂一层防腐蚀涂层的方法，而普通的防腐涂层在恶劣的工作环境下无法起到防护作用。对此，需要一种适应极端工作环境的高强钢泵头体保护措施。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有的问题，提供了一种提高高强钢泵头体耐磨蚀的方法，制备得到的镀层具有高耐磨、高耐腐蚀性能。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种提高高强钢泵头体耐磨蚀的方法，其中主要技术手段为：采用复合电沉积技术，向电镀液中引入制备得到的纳米陶瓷材料，提高镀层的耐腐蚀性能和耐磨性能，对高强钢泵头体起到牢固的表面强化作用，能够适应恶劣的工作环境；具体的，所述纳米陶瓷材料的制备包括以下工艺步骤：按照质量比为18-20:1.0-1.2的比例称取氧化铝粉和氧化钇粉末，置于振动磨中，振动混合2-3小时，期间每振动30-40分钟停10-15分钟，将混合好后的粉料取出，向粉料中加入1.2-1.3倍体积的质量浓度为3.0-3.5%的聚乙烯醇溶液，置于混炼机中高速混合20-25分钟，混合转速为3600-3800转/分钟，混合后过100-120目筛，所得粉末置于110-120℃真空干燥箱中干燥18-20小时，将干燥后的粉末与氧化锌按照质量比为1.3-1.5:1.0-1.2的比例混合，放入电阻炉中升温烧结，升温速度为11-12℃/分钟，烧结温度为910-930℃，保温烧结时间为100-120分钟，自然降温后置于80-90℃烘箱中干燥6-10小时即可；所述纳米陶瓷材料粒径大小在25-35纳米之间。将制备得到的纳米陶瓷材料分散至复配分散剂中，料液比为1:13-15，球磨1-2小时，加入占复配分散剂质量3.5-4.5%的聚乙二醇，超声分散10-15分钟，得到纳米陶瓷材料分散液，添加至基础电镀液中，添加量占基础电镀液质量的22-27%，继续球磨20-30分钟，使用稀硫酸调节体系pH值在3.3-3.5之间，再进行球磨0.5-1.0小时，得到复合电镀液，通过复合电沉积的方法将纳米陶瓷粒子与镍离子共同电沉积至高强钢泵头体待镀件上，形成厚度在12.0-15.0微米之间的致密防护层。所述复配分散剂为质量浓度为3.0-3.5%的油酸钠水溶液与质量浓度为5.0-6.0%的聚乙烯基吡咯烷酮水溶液按照质量比为7-8:3-4的比例混合得到的。所述聚乙二醇分子量为2000。所述基础电镀液是由六水合硫酸镍按照料液质量比为1:12-14的比例溶解于摩尔浓度为2.3-2.5摩尔/升的磷酸水溶液中，持续搅拌2.0-3.0小时得到的。所述稀硫酸摩尔浓度为5.0-5.5摩尔/升。本专利技术制备得到的纳米陶瓷材料，具有高的比表面积和高硬度属性，能够均匀分散至电镀液中，极易与高强钢结合而稳定下来，沉积的保护层致密，不存在通孔，且表面光滑，对于冲击力有很好的抵消作用，对提高泵头体耐腐蚀性和耐磨性具有显著效果。本专利技术相比现有技术具有以下优点：为了解决现有高强钢泵头体在特殊工作环境中不耐磨蚀的问题，本专利技术提供了一种提高高强钢泵头体耐磨蚀的方法，得到分散均匀、稳定性好的复合电镀液，通过复合电沉积的方法将纳米陶瓷粒子与镍离子共同电沉积至高强钢泵头体待镀件上，形成厚度在12.0-15.0微米之间的致密防护层，克服了现有防护涂层耐磨性不佳，涂层中的通孔易腐蚀开裂等缺陷问题；本专利技术在提高纳米陶瓷材料在电镀液中分散性能的同时，还能够增强镀层与高强钢结合性能，克服了现有纳米材料添加至电镀液中存在的易团聚缺陷，能够形均匀分散的镀层，具有较强的实际应用价值。本专利技术采用的提高高强钢耐磨蚀的方法具有操作方便，性能稳定，造价低廉等特点，可耐腐蚀介质磨粒的磨损，适用于工况非常严苛的条件，工作状态好，可满足高需求能源开采运输的性能要求，具有低成本、长寿命的特点，大大缩减了高强钢资源的浪费，能够实现新一代高性能泵耐腐蚀方法研发以及提高市场竞争力的现实意义，对于不断提高的泵需求具有较高价值，显著促进化工泵高速发展以及资源可持续发展，是一种极为值得推广使用的技术方案。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，下面结合具体实施例对本专利技术作进一步说明，应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术所提供的技术方案。实施例1一种提高高强钢泵头体耐磨蚀的方法，采用复合电沉积技术，向电镀液中引入制备得到的纳米陶瓷材料，提高镀层的耐腐蚀性能和耐磨性能，对高强钢泵头体起到牢固的表面强化作用；具体的，所述纳米陶瓷材料的制备包括以下工艺步骤：按照质量比为18:1.0的比例称取氧化铝粉和氧化钇粉末，置于振动磨中，振动混合2小时，期间每振动30分钟停10分钟，将混合好后的粉料取出，向粉料中加入1.2倍体积的质量浓度为3.0%的聚乙烯醇溶液，置于混炼机中高速混合20分钟，混合转速为3600转/分钟，混合后过100目筛，所得粉末置于110℃真空干燥箱中干燥18小时，将干燥后的粉末与氧化锌按照质量比为1.3:1.0的比例混合，放入电阻炉中升温烧结，升温速度为11℃/分钟，烧结温度为910℃，保温烧结时间为100分钟，自然降温后置于80℃烘箱中干燥6小时即可；所述纳米陶瓷材料粒径大小在25-35纳米之间。将制备得到的纳米陶瓷材料分散至复配分散剂中，料液比为1:13，球磨1小时，加入占复配分散剂质量3.5%的聚乙二醇，超声分散10分钟，得到纳米陶瓷材料分散液，添加至基础电镀液中，添加量占基础电镀液质量的22%，继续球磨20分钟，使用稀硫酸调节体系pH值在3.3-3.5之间，再进行球磨0.5小时，得到复合电镀液，通过复合电沉积的方法将纳米陶瓷粒子与镍离子共同电沉积至高强钢泵头体待镀件上，形成厚度在12.0-15.0微米之间的致密防护层。所述复配分散剂为质量浓度为3.0%的油酸钠水溶液与质量浓度为5.0%的聚乙烯基吡咯烷酮水溶液按照质量比为7:3的比例混合得到的。所述聚乙二醇分子量为2000。所述基础电镀液是由六水合硫酸镍按照料液质量比为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种提高高强钢泵头体耐磨蚀的方法，其特征在于，包括以下步骤：/n（1）按照质量比为18-20:1.0-1.2的比例称取氧化铝粉和氧化钇粉末，置于振动磨中，振动混合2-3小时，期间每振动30-40分钟停10-15分钟，将混合好后的粉料取出，向粉料中加入1.2-1.3倍体积的质量浓度为3.0-3.5%的聚乙烯醇溶液，置于混炼机中高速混合20-25分钟，混合转速为3600-3800转/分钟，混合后过100-120目筛，所得粉末置于110-120℃真空干燥箱中干燥18-20小时，将干燥后的粉末与氧化锌按照质量比为1.3-1.5:1.0-1.2的比例混合，放入电阻炉中升温烧结，升温速度为11-12℃/分钟，烧结温度为910-930℃，保温烧结时间为100-120分钟，自然降温后置于80-90℃烘箱中干燥6-10小时得到纳米陶瓷材料；/n（2）将步骤（1）制备得到的纳米陶瓷材料分散至复配分散剂中，料液比为1:13-15，球磨1-2小时，加入占复配分散剂质量3.5-4.5%的聚乙二醇，超声分散10-15分钟，得到纳米陶瓷材料分散液，添加至基础电镀液中，添加量占基础电镀液质量的22-27%，继续球磨20-30分钟，使用稀硫酸调节体系pH值在3.3-3.5之间，再进行球磨0.5-1.0小时，得到复合电镀液，通过复合电沉积的方法将纳米陶瓷粒子与镍离子共同电沉积至高强钢泵头体待镀件上，形成厚度在12.0-15.0微米之间的致密防护层。/n...

【技术特征摘要】
1.一种提高高强钢泵头体耐磨蚀的方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）按照质量比为18-20:1.0-1.2的比例称取氧化铝粉和氧化钇粉末，置于振动磨中，振动混合2-3小时，期间每振动30-40分钟停10-15分钟，将混合好后的粉料取出，向粉料中加入1.2-1.3倍体积的质量浓度为3.0-3.5%的聚乙烯醇溶液，置于混炼机中高速混合20-25分钟，混合转速为3600-3800转/分钟，混合后过100-120目筛，所得粉末置于110-120℃真空干燥箱中干燥18-20小时，将干燥后的粉末与氧化锌按照质量比为1.3-1.5:1.0-1.2的比例混合，放入电阻炉中升温烧结，升温速度为11-12℃/分钟，烧结温度为910-930℃，保温烧结时间为100-120分钟，自然降温后置于80-90℃烘箱中干燥6-10小时得到纳米陶瓷材料；
（2）将步骤（1）制备得到的纳米陶瓷材料分散至复配分散剂中，料液比为1:13-15，球磨1-2小时，加入占复配分散剂质量3.5-4.5%的聚乙二醇，超声分散10-15分钟，得到纳米陶瓷材料分散液，添加至基础电镀液中，添加量占基础电镀液质量的22-27%，继续球磨20-30分钟，使用稀硫酸调节体系pH值在3.3-3.5之间，再进行球磨0...

【专利技术属性】
技术研发人员：凤元军，
申请(专利权)人：安徽绿环泵业有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34