[实用新型]一种钽、不锈钢喷丝头纳米复合涂层结构

说明书

本实用新型公开了一种钽、不锈钢喷丝头纳米复合涂层结构，包括钽、不锈钢喷丝头本体、过渡层和复合离子膜纳米涂层，所述过渡层设于钽、不锈钢喷丝头本体外侧，复合离子膜纳米涂层设于过渡层外侧，复合离子膜纳米涂层设于出丝面侧，制备工艺包括a工件前处理→b进真空炉→c等离子体清洗→d离子轰击→e沉积过渡层→f复合离子膜纳米涂层→g梯度冷却→h出炉。本实用新型属于纳米复合涂层技术领域，本方案结构可显著增强钽、不锈钢喷丝头(板)的抗划伤、抗变形、抗磨损性能，提高喷丝头寿命，使孔道内的粗糙度和出丝面的粗糙度得到大幅提高，光洁度提高二个等级，能够完全替代贵金属黄铂合金喷丝头，在大大提升纤维质量的同时，也大幅降低生产成本。

技术领域

本实用新型属于纳米复合涂层技术领域，具体是指一种钽、不锈钢喷丝头纳米复合涂层结构。

背景技术

从我国60年代开始生产黏胶纤维，到目前的涤纶、维纶、睛纶、锦纶、丙纶、氨纶和碳纤维等化学纤维，上述材料已经成为国人日常生活必需品。而喷丝头(或喷丝板)又是化纤纺丝中最精密、最关键的一个部件，它质量的好坏，直接影响到纺丝生产的质量、制成率及成本。相关企业一直不断地改进喷丝头的制作工艺，以适应化纤生产的发展趋势，但由于纤维的品种不同，生产的工艺方法就不同，对于喷丝头的要求就不一样，因此，需要根据不同的技术要求去制作喷丝头。

喷丝头质量好坏的评判，主要涉及两个方面：首先是喷丝头的可纺性。可纺性好的喷丝头非计划换头率低、纺丝周期长、疵点少、纤维质量好，不但制成率得到了提高，而且也降低了生产成本和操作工的劳动强度等；其次，衡量喷丝头质量另一个重要指标，就是喷丝头的使用寿命，要求喷丝头具有抗划伤、抗变形、抗腐蚀的能力。相关企业也一直致力于上述两个方面及降低生产成本的研究。

国内的化纤生产厂家，所使用的喷丝头大部分是钽材、316L不锈钢材料和部分贵金属黄铂合金，前二种材料制作的喷丝头，通过目前所采取的表面处理手段，从纤维质量和可纺性度来衡量，质量都比黄铂合金的喷丝头要差，因此还不能完全替代贵金属黄铂合金的喷丝头。

针对这一情况，相关企业也尝试采用多种表面处理工艺，试图解决这个问题，但到目前为止还没有达到理想效果。现有采用渗氮处理的和镀钽酸锂膜处理的喷丝头，其表面硬度达到了HV 700～800，但在实际纺丝过程中，经常会出现喷丝头堵孔、断裂、出丝面帽脱落等现象，产生漏浆质量事故，这是因为这种表面处理方式，在提高表面硬度的同时，也降低了材料的韧性，因此采用这种方法，已经无法再提高表面处理硬度了，抗划伤、抗变形的性能受到了限制。镀钽酸锂膜的喷丝头，由于它是电化学反应所生成的涂层，在增加表面硬度的同时，也增加了孔道内的粗糙度，直孔孔道的光洁度最高只能达到▽8，虽然出丝面经过抛光处理，抛去了涂层留下过渡层，但表面光洁度也达不到▽10的要求，因为这个原因可纺性就无法提高，也无法达到贵金属黄铂合金喷丝头的效果，纤维的质量就受到制约，尤其在高性能纤维的生产上，矛盾更能显现出来。

要提高纺丝的可纺性，关键是要做到喷丝头的直孔孔道、出丝面的粗糙度达到要求，在不降低基体韧性的基础上，再增加它的表面硬度，使其具备更高的抗变形、抗划伤性能，两者不可缺一，只有具备这两个条件，才能实现纤维质量和使用寿命的提高。

实用新型内容

为解决上述现有难题，本实用新型提供了一种钽、不锈钢喷丝头纳米复合涂层结构，本方案钽、不锈钢喷丝头纳米复合涂层结构可显著增强钽、不锈钢喷丝头(板)的抗划伤、抗变形、抗磨损性能，从而提高了喷丝头的使用寿命，更重要的是使孔道内的粗糙度和出丝面的粗糙度得到了进一步的提高，比现有其他处理方法的光洁度提高了二个等级，优良的可纺性能够完全替代贵金属黄铂合金喷丝头，在大大提升纤维质量的同时，也大幅降低生产成本。制备工艺上设计合理，适配于工业规模化生产。

本实用新型采取的技术方案如下：本实用新型钽、不锈钢喷丝头纳米复合涂层结构，包括钽、不锈钢喷丝头本体、过渡层和复合离子膜纳米涂层，所述过渡层设于钽、不锈钢喷丝头本体外侧，复合离子膜纳米涂层设于过渡层外侧，复合离子膜纳米涂层设于钽、不锈钢喷丝头本体的出丝面侧。