[发明专利]精密焊管表面涂覆纳米陶瓷涂层的方法

说明书

技术领域

本发明涉及精密焊管加工技术领域，尤其涉及一种精密焊管表面涂覆纳米陶瓷涂层的方法。

背景技术

精密焊管是用带钢经卷曲成型后焊接制成的钢管，生产工艺简单，品种规格多，强度高于无缝钢管。精密焊管是在一般焊管基础上进一步提高的结果，是焊管产品中的精细产品，要求的精度比普通焊管的精度要高，工艺有严格的要求，一般取下差，质量完全达到精密无缝薄壁管的水平，主要应用在化工、纺织、机械、仪表、航空、汽车等各个领域。为了提高精密焊管的表面硬度、耐磨性和耐蚀性等，提高精密焊管的质量，需要对精密焊管的表面进行处理。

陶瓷材料在日常生活、工业生产及国防领域中起着举足轻重的作用，但是，由于传统陶瓷材料质地较脆，韧性、强度较差，因而使其应用受到了很大限制。随着纳米技术的广泛应用，纳米陶瓷随之产生，希望以此来克服传统陶瓷的脆性，使其具有像金属一样的柔韧性和可加工性。所谓纳米陶瓷，是指陶瓷材料的显微结构中，晶粒尺寸、晶界宽度、第二相分布、气孔尺寸、缺陷尺寸都限于100nm以下，是上世纪80年代中期发展起来的新型陶瓷材料。由于纳米陶瓷晶粒的细化，品界数量大幅度增加，可使材料的韧性和塑性大为提高并对材料的电学、热学、磁学、光学等性能产生重要的影响。将纳米陶瓷涂层技术与精密焊管表面处理工艺结合具有广泛的应用前景。纳米陶瓷涂层的制备存在一定的特殊性，目前的制备方法主要有物理气相沉积(PVD)、化学气相沉积(CVD)、磁控溅射、激光融覆、热喷涂等方法，这些方法设备昂贵，工艺复杂，生产成本高，因此探索一种适用于精密焊管表面处理的纳米陶瓷涂层工艺是十分有必要的。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术中之不足，提供一种。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种精密焊管表面涂覆纳米陶瓷涂层的方法，该方法为：首先将去除污渍后的精密焊管作为阳极，以电解槽作为阴极；然后在电解槽加入酸性电解液并进行微弧氧化处理工艺，最后在焊管表面得到所述涂层；其中，所述酸性电解液为浓度为0.1～0.5mol/L的硫酸、草酸或者磷酸溶液，该酸性电解液的PH值为3～5；并且，所述电解液中还加入1.2～2g/L的Al₂O₃纳米粉末和20～25g/L的Na₂B₄O₇或Na₃B₄O₄粉末；其中，微弧氧化处理工艺采用直流电源，电流密度范围是20～40A/dm²，微弧氧化时间为50～80min；并且，微弧氧化处理工艺采用变电流的方式，在微弧氧化时间内，直流电源的电流密度以1～2A/dm²/min的变化速率从所述电流密度范围的最小值到最大值再到最小值循环变化。

优选的，所述Al₂O₃纳米粉末的粒径为10～50nm。

优选的，所述酸性电解液为浓度为0.3～0.4mol/L的硫酸、草酸或者磷酸溶液。

优选的，所述电解液中加入1.5～1.8g/L的Al₂O₃纳米粉末和22～24g/L的Na₂B₄O₇或Na₃B₄O₄粉末。

优选的，在微弧氧化处理工艺中，所述电流密度范围是25～35A/dm²，微弧氧化时间为60～70min。

优选的，所述直流电源的电流密度的变化速率为1～1.5A/dm²/min。

优选的，所述Al₂O₃纳米粉末的粒径为10～50nm；所述酸性电解液为浓度为0.3的磷酸溶液；所述电解液中加入1.8g/L的Al₂O₃纳米粉末和22g/L的Na₂B₄O₇粉末；其中，在微弧氧化处理工艺中，所述电流密度范围是25～35A/dm²，微弧氧化时间为70min；其中所述直流电源的电流密度的变化速率为1A/dm²/min。

优选的，所述精密焊管为X70、X80、X90或X100管线钢管。