[發明專利]不銹鋼表面熱噴涂蒙乃爾合金涂層的方法

無效

• 申請號: 201110287417.7
• 申請日: 2011-09-26
• 公開（公告）號: CN103014590A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 趙華明;徐文華;王耀昇;張銘
• 申請（專利權）人: 上海大豪納米材料噴涂有限公司
• 主分類號: C23C4/12
• 分類號: C23C4/12;C23C4/08;C23C4/18;C23C4/02
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司 31213
• 代理人: 龔敏

技術領域

本發明涉及一種在不銹鋼表面熱噴涂蒙乃爾合金涂層的方法。

背景技術

熱噴涂技術是細微而分散的金屬或非金屬的涂層材料，以一種熔化或半熔化狀態，沉積到一種經過制備的基體表面，形成某種噴涂沉積層。它是利用某種熱源（如電弧、等離子噴涂或燃燒火焰等）將粉末狀或絲狀的金屬或非金屬材料加熱到熔融或半熔融狀態，然后借助焰流本身或壓縮空氣以一定速度噴射到預處理過的基體表面，沉積而形成具有各種功能的表面涂層的過程。

熱噴涂涂層的結構特點：熱噴涂涂層形成過程決定了涂層的結構特點，噴涂層是有無數變形顆粒互相交錯呈波浪式堆疊一起的層狀組織結構，涂層中顆粒與顆粒之間不可避免的存在一些孔隙和空洞，并伴有氧化夾雜物。涂層剖面結構的特點為：

1.??????呈層狀；

2.??????含有氧化物夾雜；

3.??????含有孔隙或氣孔。

隨著熱噴涂技術的不斷改進與完善，其應用領域不斷拓展。隨著當代節能減排政策的實施，熱噴涂作為表面改性技術大大有利于產品在制作及后期修復中的資源節約，對國民經濟的發展有著重要的作用。

潛油電泵技術自1981年引進我國以來至今已有近30年的歷史，近30年來，潛油電泵主要作為重要的機械采油設備在油田得到了廣泛應用。據統計資料表明，截止1996年底,我國已有潛油電泵進近3700口，僅大慶油田就有近1700口，占機械采油井總數的10%，產液量占總產液量的30%，成為油田為高產、穩產的重要手段之一。

由于井下高溫、腐蝕和磨損可能造成電機損害，井下外部環境常伴有高溫和極其嚴酷惡劣的腐蝕環境。因此對潛油電泵外表的防腐蝕處理就顯得尤為重要。

蒙乃爾合金又稱鎳合金，是一種以金屬鎳為基體添加銅、鐵、錳等其他元素而成的合金。該合金在氟氣、鹽酸、硫酸、氫氟酸以及它們的派生物中有極優秀的耐蝕性。酸介質：蒙乃爾合金在濃度小于85%的硫酸中都是耐蝕的。蒙乃爾合金是可耐氫氟酸中為數極少的重要材料之一。水腐蝕：蒙乃爾合金在多數水腐蝕情況下，不僅耐蝕性極佳，而且孔蝕、應力腐蝕等也很少發現，腐蝕速度小于0.025mm/a高溫腐蝕：蒙乃爾合金在空氣中連續工作的最高溫度一般在600℃左右，在高溫蒸汽中，腐蝕速度小于0.026mm/a。氨：?由于蒙乃爾合金鎳含量高，故可耐585℃以下無水氨和氨化條件下的腐蝕。

由于潛油電泵很多部件都跟原油直接接觸，并且部分部件深入地底，受地熱及地下嚴酷腐蝕環境的影響。最先使用不銹鋼材料制作的部分深入地下的部件無法承受地下嚴酷的腐蝕環境，之后改為選用蒙乃爾合金為原材料制作，可以有效的抵抗腐蝕。但蒙乃爾合金的價格接近不銹鋼的10倍，這使得潛油電泵的造價有著很大幅度的提高。對目前我國緊缺資源的市場來說，研發一種更為新型的、節約的、又好用的工藝方案確實是當務之急。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于對不銹鋼潛油電泵外表面進行涂層工藝的改進，在防腐蝕性能不變的前提下節約制造成本。改進涂層的結構特點缺陷，涂層致密，減少涂層氧化物及夾雜，減少孔隙及空洞，并對已有的孔隙空洞進行填充封閉處理，增強涂層的結合強度，提供一種不銹鋼表面熱噴涂蒙乃爾合金涂層的方法，以實現潛油電泵以不銹鋼為基材表面熱噴涂蒙乃爾合金涂層的部件產品防腐性能能與蒙乃爾合金相當。

本發明的技術解決方案如下：不銹鋼表面熱噴涂蒙乃爾合金涂層的方法，包括下列步驟：

（1）????對不銹鋼基體表面進行去污處理。

（2）????對去污后的不銹鋼基體進行噴砂毛化處理。

（3）????對毛化后的表面熱噴涂鎳鋁打底層。

（4）????在打底層上熱噴涂覆蓋蒙乃爾合金工作層。

（5）????對蒙乃爾合金涂層進行封閉處理。

進一步的，上述步驟（1）對不銹鋼基體表面進行去污處理，使用有機溶劑進行擦拭。

進一步的，上述步驟（2）對去污后的不銹鋼基體進行噴砂毛化處理。使用氧化鋁剛玉砂，粒度為0.5mm~1.5mm，噴砂空氣壓力0.6~0.7Mpa。噴砂毛化后粗糙度控制在50~120um。

進一步的，上述步驟（3）對毛化后的表面熱噴涂鎳鋁打底層。使用電弧噴涂設備對毛化后的不銹鋼表面使用鎳鋁合金絲打底，噴涂空氣壓力0.6Mpa，打底層的厚度0.03~0.08mm。

進一步的，上述步驟（4）在打底層上熱噴涂覆蓋蒙乃爾合金工作層。使用電弧噴涂設備在打底層上噴涂蒙乃爾合金涂層，涂層厚度0.3mm。

本發明技術效果：