一种纺纱转杯内壁耐磨涂层及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种纺纱转杯内壁耐磨涂层及其制备方法，属于结构件表面防护涂层技术领域。采用复合电镀方法在转杯内壁均匀地制备镍基复合涂层，该涂层具有结合力强、显微硬度高和耐磨性优异等特点，能够显著地提高转杯内壁的耐磨性延长其使用寿命。具体的技术方案按照以下步骤进行：1)转杯内壁前处理：喷砂，超声清洗；2)复合电镀液的配制：将耐磨相颗粒与电镀液混合并搅拌均匀；3)电镀镍基复合涂层：电解除油，电镀。电镀。

【技术实现步骤摘要】
一种纺纱转杯内壁耐磨涂层及其制备方法


[0001]本专利技术涉及结构件表面防护涂层
，具体涉及一种纺纱转杯内壁耐磨涂层及其制备方法。

技术介绍

[0002]气流纺纱又称转杯纺纱，是通过高速回转的转杯及杯内负压完成纤维输送、凝聚、并合和加捻成纱的纺织方法，属于自由端纺纱的范畴。转杯纺纱具有高速高产、大卷装、缩短工序、改善劳动条件、使用原料广泛、成纱均匀、结杂少、耐磨和染色性能好等特点。因此，转杯纺纱是目前技术最成熟、应用面最广、经济效益最显著的纺纱方法。
[0003]转杯的基本结构是由两个中空的圆锥体底部相连而成。上锥体内表面的主要作用是凝集和滑移单纤维，称为滑移面；下锥体顶部有排气孔的转杯称为自排风型转杯，下锥体顶部无排气孔的转杯称为抽气型转杯。
[0004]转杯的作用是：1)转杯内腔的负压使输送通道产生气流，将单纤维送进转杯；2)纤维沿转杯内壁的滑移面下滑，落入凝聚槽内凝聚成纤维环，气流被排出杯外；3)杯壁带动纱尾绕杯轴旋转，将纤维环剥下并加捻成纱。
[0005]目前，转杯的最高转速已经达到15万转/分。在纺纱过程中，纤维沿滑移面下滑与转杯内壁长时间摩擦、纱尾从凝聚槽里剥取纤维层加捻成纱、部分杂质的侵蚀和人为清洁造成损伤等，均对转杯内壁和凝聚槽表面造成磨损，尤其是纺低级棉时更为明显，因此对转杯内壁的耐磨性提出了更高要求，须施以镀层或进行表面处理提高转杯内壁的耐磨性。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提供一种纺纱转杯内壁耐磨涂层及其制备方法，采用复合电镀技术和结构优化的电镀设备在纺纱转杯内壁制备出高耐磨性和高结合力的的Ni
‑
Cr/金刚石复合涂层，提高了转杯内壁的耐磨性延长其使用寿命。
[0007]为实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案如下：
[0008]一种纺纱转杯内壁耐磨涂层的制备方法，该方法包括如下步骤：
[0009](1)转杯内壁前处理：将转杯内壁进行干喷砂处理，然后进行超声清洗；
[0010](2)复合电镀液的配制：将耐磨相添加到电镀液中，搅拌8～10h以混合均匀；
[0011](3)电镀镍基复合涂层：将转杯进行电解除油，然后进行电镀，获得镍基复合涂层，即为所述耐磨涂层。
[0012]上述步骤(1)转杯内壁前处理的过程为：首先采用150目的氧化铝颗粒进行干喷砂处理，然后先在去离子水中超声30～45min，再在无水乙醇中超声10～30min，吹干后待用。
[0013]上述步骤(2)中，所述电镀液的组成为：硫酸镍80～160g/L、氯化铬60～120g/L、甲酸钠100～300g/L、硼酸10～60g/L、十二烷基苯磺酸钠0.1～1.0g/L、溴化钠1～10g/L，其余为去离子水。
[0014]上述步骤(2)中，所述耐磨相为金刚石颗粒，粒径为1～5μm；耐磨相在电镀液中的
添加量为10～80g/L。
[0015]上述步骤(3)电解除油过程中，转杯作为阳极，石墨作为阴极，浓度3～5wt.％的氢氧化钠溶液作为电解液，电流密度为2～6A/dm2，电解除油时间为1～3min。
[0016]上述步骤(3)中，所述电镀在电镀槽中进行，转杯作为阴极，镍片作为阳极，并在转杯内腔设置能够自转的辅助阳极，同时在电镀槽内设有能够上下运动的搅拌装置，以使复合电镀液中耐磨相颗粒悬浮在镀液中。
[0017]上述步骤(3)电镀过程中，所用复合电镀液的pH值为3～6，复合电镀液温度为25～50℃，电流密度为2～8A/dm2，电镀时间为25～60min，辅助阳极自转转速10
‑
50r/min，搅拌装置上下移动频率10
‑
30次/min。
[0018]所述制备的纺纱转杯内壁耐磨涂层为Ni
‑
Cr/金刚石复合涂层，涂层的厚度为15～45μm，涂层中金刚石含量10
‑
20wt.％，Ni元素含量为64～85wt.％，Cr元素含量为4～18wt.％；涂层的显微硬度为1000～1200Hv，涂层磨损率为6.2
×
10
‑6～3.5
×
10
‑5mm3/mN，涂层结合力为45～65MPa。
[0019]本专利技术的优点如下：
[0020]1、本专利技术通过复合电镀技术沉积Ni
‑
Cr/金刚石复合涂层，沉积效率高，镀液使用率高，涂层厚度和涂层中Ni、Cr和金刚石颗粒的含量可精确控制。
[0021]2、本专利技术电镀装置中采用能上下运动的搅拌装置并控制适当转速使金刚石颗粒均匀悬浮在镀液中，从而保证金刚石颗粒均匀的分布在涂层中。
[0022]3、本专利技术电镀装置中，在转杯内壁设置纯镍辅助阳极且辅助阳极能够自转，通过设置合适的辅助阳极转速、搅拌装置运动速度，可以有效提高转杯内壁涂层的均匀性和结合力。
[0023]4、本专利技术中Ni
‑
Cr/金刚石复合涂层和基体之间具有很好的结合力，涂层具有较高的硬度和很好的耐磨性。
[0024]5、本专利技术所制备的Ni
‑
Cr/金刚石复合涂层用于纺纱转杯，可以提高转杯内壁的耐磨性，且操作简单，成本较低，经济效益显著。
附图说明
[0025]图1为Ni
‑
Cr/金刚石复合涂层的表面形貌。
[0026]图2为Ni
‑
Cr/金刚石复合涂层的截面形貌。
[0027]图3为带上下搅拌装置和辅助阳极的电镀装置结构示意图。
具体实施方式
[0028]下面结合实施例及附图详述介绍本专利技术。
[0029]本专利技术是在纺纱转杯内壁制备Ni
‑
Cr/金刚石复合涂层，所用的转杯为铝制转杯。
[0030]本专利技术制备Ni
‑
Cr/金刚石复合涂层的过程如下：
[0031](1)首先采用150目的氧化铝颗粒对转杯内壁进行干喷砂处理，然后依次在去离子水中超声30～45min，在无水乙醇中超声10～30min，吹干后待用。
[0032](2)进行复合电镀液的配制：将耐磨相颗粒(金刚石颗粒)加入电镀液中混合均匀并搅拌8～10h。所得复合电镀液的组成为：硫酸镍80～160g/L、氯化铬60～120g/L、甲酸钠
100～300g/L、硼酸10～60g/L、十二烷基苯磺酸钠0.1～1g/L、溴化钠1～10g/L、粒径1～5μm的金刚石颗粒为10～80g/L，其余为去离子水。
[0033](3)采用复合电镀技术制备Ni
‑
Cr/金刚石复合涂层。首先进行电解除油，电解除油工艺中：转杯作为阳极，石墨作为阴极，质量分数3～5％的氢氧化钠溶液作为电解液，电流密度为2～6A/dm2，电解除油时间为1～3min。然后进行电镀，所用电镀装置如图3。该电镀装置包括电镀槽、能上下运动的搅拌装置和辅助阳极；其中：转杯作为阴极，连接直流电源负极，纯镍片作为阳极，并在转杯内腔设置本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种纺纱转杯内壁耐磨涂层的制备方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：(1)转杯内壁前处理：将转杯内壁进行干喷砂处理，然后进行超声清洗；(2)复合电镀液的配制：将耐磨相添加到电镀液中，搅拌8～10h以混合均匀；(3)电镀镍基复合涂层：将转杯进行电解除油，然后进行电镀，获得镍基复合涂层，即为所述耐磨涂层。2.根据权利要求1所述的纺纱转杯内壁耐磨涂层的制备方法，其特征在于：步骤(1)转杯内壁前处理的过程为：首先采用150目的氧化铝颗粒进行干喷砂处理，然后先在去离子水中超声30～45min，再在无水乙醇中超声10～30min，吹干后待用。3.根据权利要求1所述的纺纱转杯内壁耐磨涂层及其制备方法，其特征在于：步骤(2)中，所述电镀液的组成为：硫酸镍80～160g/L、氯化铬60～120g/L、甲酸钠100～300g/L、硼酸10～60g/L、十二烷基苯磺酸钠0.1～1.0g/L、溴化钠1～10g/L，其余为去离子水。4.根据权利要求1或3所述的纺纱转杯内壁耐磨涂层及其制备方法，其特征在于：步骤(2)中，所述耐磨相为金刚石颗粒，粒径为1～5μm；耐磨相在电镀液中的添加量为10～80g/L。5.根据权利要求1所述的纺纱转杯内壁耐磨涂层的制备方法，其特征在于：步骤(3)中，电解除油过程中，转杯作为阳极，石墨作为阴极，浓度3～5wt.％的氢氧化钠溶液作为电解液，电流密度为2～6A/dm...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙健，肖虹，尹雪苗，宋亚会，杜登学，
申请(专利权)人：齐鲁工业大学，
类型：发明
国别省市：