【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及金屬材料防護，特別涉及一種針對連接器結構件的特氟龍涂層優化處理方法。
技術介紹
1、連接器結構件是作緊固連接用且應用極為廣泛的一類金屬材料機械零件，被使用于能源、電子、電器、機械、化工、冶金、模具、液壓等各行業中，在各種設備、船舶、車輛、鐵路、橋梁、建筑、結構、工具、儀器、儀表等上面，都可以看到大量使用的各式各樣的連接器結構件，它的特點是品種規格繁多，性能用途各異，而且標準化、系統化、通用化的程度也極高，如螺栓、螺柱、螺母等，是應用最廣泛的機械基礎件。
2、連接器結構件作為一種在各行各業的零部件中都大量使用的通用基礎件，其可靠性對主機工作性能和結構安全性起著重要作用，緊固件的質量好壞直接關系到主機運行的安全和穩定。目前幾乎所有商業連接器結構件都是由碳鋼或不銹鋼制成，碳鋼價格低，容易冶煉，加工性能好，缺點是強度低，不耐腐蝕，耐高溫低溫性差，淬透性差，普遍存在延遲斷裂的問題；不銹鋼在空氣中表面可以形成完整致密的cr2o3氧化膜，能很好地保護基體不被腐蝕，并具有良好的加工性和焊接性，缺點是不銹鋼的材質較軟、硬度較低，經常因表面強度不夠而發生鎖死，且被鎖緊時，鐵屑會附著在緊固件表面繼續發生反應，在交變載荷與持續壓力的作用下會產生高溫高壓的應力破壞，致使耐磨損性較差。而且，連接器結構件的應用場所經常暴露在室外，日曬雨淋，工況通常十分惡劣，鋼鐵材料制成的連接器結構件暴露在大氣環境、土壤環境和海洋環境中往往會受到嚴重的腐蝕生銹，無法滿足它越來越廣泛的使用需求。尤其海洋環境是腐蝕性非常嚴酷的自然環境，海水是具有很強腐蝕
3、再者要注意，安裝在工件上的連接器結構件在使用過程中必不可免會被磨損，長時間的磨損會使緊固件松動，也會極大影響工件的正常工作和緊固件的使用壽命。
4、目前常用的連接器結構件防磨防腐方式除了高級防腐材料(在鋼中加入一定量的鉻、鎳、鈦等合金元素，通過加入合金元素提高鋼材的耐銹蝕能力)以外，表面工程處理是最經濟有效的手段。為了提高連接器結構件的耐磨耐腐蝕性，傳統的表面處理工藝包括磷化處理、電鍍鋅、鍍鎘、鍍鋅鎂合金、鋁陶瓷或熱鍍鋅，但大都存在環保問題突出或高強度連接器結構件使用過程中氫致延時斷裂的缺陷，而且在苛刻的海水環境以及比海洋環境更惡劣的油田介質中存在抗腐蝕能力不足等問題，astmb-117抗腐蝕能力測試中，鍍鋅為120h，鍍鎘和熱浸鋅為400-600h，無法滿足高溫高濕高腐蝕環境的應用需求。因此用于改進連接器結構件耐磨耐蝕性能表面處理新技術已處于研究的焦點。
5、通過在材料表面涂裝功能性涂料來改變表面性能的方法已得到廣泛應用，功能性涂料作用于連接器結構件時，必須保證在有限的涂層厚度下實現耐磨耐腐功能。針對此情況，出現了ptfe(聚四氟乙烯)氟聚合物涂料，其具備超薄特性，同時具有極強的耐腐蝕性能、不粘和低摩擦性能，有效延長產品使用性能；抗多種化學品腐蝕；耐候性強等特點，此類防腐涂層期望應用于連接器結構件上，為連接器結構件提供更好的防腐防磨能力。
6、然而，現有聚四氟乙烯基功能性涂料自身表面能極低，潤濕性差，與金屬層之間的結合力很差，結合力不好，會導致涂裝的連接器結構件原表面易腐蝕、開裂，進而引起表面涂層的鼓泡、脫落、開裂等失效現象；其次，連接器結構件使用時通過螺紋配合組裝，在工件機加工成型時，會對螺紋尺寸進行嚴格控制，螺紋包括相配合的內螺紋和外螺紋兩者需要存在一定地配合精度，一般配合精度公差為25-50μm，因此作用于連接器結構件表面的涂層不能太厚，過厚的涂層容易造成配接時螺紋表面涂層受損，從而影響其抗蝕能力；再者，連接器結構件要求的涂層厚度控制在較薄范圍內，但越薄的涂層在涂覆時容易造成涂層厚度出現較大波動，涂層固化均勻性比較難控制，尤其是針對要求裝配精度非常高的具備螺紋端的噴涂產品，涂層均勻性差會導致螺紋段無法實現高精度的配合；此外，現有聚四氟乙烯基材料在緊固件要求的有限涂層厚度下均無法達到連接器結構件在惡劣環境中的抗磨抗腐蝕需求。
技術實現思路
1、鑒于此，本專利技術為了解決上述問題而提供了一種針對連接器結構件的特氟龍涂層優化處理方法，采用該方法制備的防護層與結構件基體間具有改進的結合力，整體防腐防磨損性能和表面硬度更佳，能夠有效阻擋結構件使用時外部物質腐蝕的進程，而且經過持續72h的反復擰緊-松開-擰緊實驗，螺紋處并未出現磨損和滑絲現象，能夠適應各種惡劣環境下的防腐防磨需求。
2、具體而言，包括以下技術方案：
3、本專利技術提供一種針對連接器結構件的特氟龍涂層優化處理方法，包括以下步驟：
4、a)將結構件進行除銹、表面除油、噴砂粗化和清洗；
5、b)按照預設配比，將聚合物化學鍍鎳獲得鎳/聚合物復合材料，然后將鎳/聚合物復合材料采用等離子噴涂方法噴涂在結構件表面，制得厚度≤25μm的第一涂層；
6、c)按照預設配比，將聚四氟乙烯、聚酰亞胺和耐磨劑充分混合后得預混料，將預混料采用等離子噴涂方法噴涂在第一涂層上，制得厚度為5-15μm的第二涂層；
7、d)將噴涂后的結構件進行真空熱處理和氣淬。
8、在一些可能的實現方式中，以100％質量分數計，所述第一涂層包括5-15％鎳和85-95％聚合物；其中，所述聚合物包括質量比為1：(2-5)的碳纖維改性聚四氟乙烯和環氧樹脂；以100％質量分數計，所述第二涂層包括75-90％聚四氟乙烯、5-15％聚酰亞胺和1-10％耐磨劑；其中，所述耐磨劑包括質量比為1：(1-3)：(2-6)：(0.1-1)的二硫化鉬、氧化鋁、改性氧化石墨烯和氧化鋯。
9、在一些可能的實現方式中，按重量份數計，所述碳纖維改性聚四氟乙烯的制備原料包括60-90份聚四氟乙烯乳液、10-40份碳纖維和1-5份硅烷偶聯劑。
10、本專利技術對所述鎳/聚合物復合材料的制備方法不作特別限制，采用本領域公知的化學鍍鎳方法即可制得。作為一種示例，將聚合物粉末用丙酮進行超聲波清洗，清洗完成后，依次進行去油、粗化、敏化和活化預處理，然后對已預處理過的聚合物粉末在化學鍍鎳金屬液中進行化學鍍鎳，施鍍過程中用naoh溶液調節ph為中性，待鍍鎳完成后，取出，用去離子水沖洗，晾干，即得到鎳/聚合物復合材料。
11、通過高分子表面金屬化，能夠顯著提高不規則高分子粉末的流動性，確保高分子本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.針對連接器結構件的特氟龍涂層優化處理方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的針對連接器結構件的特氟龍涂層優化處理方法，其特征在于，以100％質量分數計，所述第一涂層包括5-15％鎳和85-95％聚合物；其中，所述聚合物包括質量比為1：(2-5)的碳纖維改性聚四氟乙烯和環氧樹脂；
3.根據權利要求2所述的針對連接器結構件的特氟龍涂層優化處理方法，其特征在于，按重量份數計，所述碳纖維改性聚四氟乙烯的制備原料包括60-90份聚四氟乙烯乳液、10-40份碳纖維和1-5份硅烷偶聯劑。
4.根據權利要求2所述的針對連接器結構件的特氟龍涂層優化處理方法，其特征在于，以重量份數計，所述環氧樹脂的制備原料包括5-7份2’，5’-二羥基聯苯-4-甲醇、18-25份環氧氯丙烷、25-35份異丙醇和2-4份氫氧化鈉。
5.根據權利要求2所述的針對連接器結構件的特氟龍涂層優化處理方法，其特征在于，以重量份數計，所述改性氧化石墨烯制備原料包括氧化石墨烯1-2份和多巴胺1-2份。
6.根據權利要求3所述的針對連接器結構件的特氟龍
7.根據權利要求1所述的針對連接器結構件的特氟龍涂層優化處理方法，其特征在于，第一涂層厚度與第二涂層厚度之和≤40μm。
8.根據權利要求7所述的針對連接器結構件的特氟龍涂層優化處理方法，其特征在于，第一涂層厚度≤25μm；第二涂層厚度為5-15μm。
9.根據權利要求1所述的針對連接器結構件的特氟龍涂層優化處理方法，其特征在于，所述步驟a)中，除銹是將結構件置于酸溶液中于10-40℃浸泡2-5min；表面除油是超聲波化學除油；噴砂粗化后緊固件表面的粗糙度為60-100μm；清洗是在28-40kHz頻率的超聲波場內進行清洗；
10.根據權利要求1所述的針對連接器結構件的特氟龍涂層優化處理方法，所述步驟b)中，大氣等離子噴涂第一涂層的工作參數如下：送粉速率42-44g/min，噴涂距離80-100mm，電弧電壓60-62V，電弧電流540-580A，噴槍移動速度60-80cm/s，載粉氣速率8-10slpm；
...【技術特征摘要】
1.針對連接器結構件的特氟龍涂層優化處理方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的針對連接器結構件的特氟龍涂層優化處理方法，其特征在于，以100％質量分數計，所述第一涂層包括5-15％鎳和85-95％聚合物；其中，所述聚合物包括質量比為1：(2-5)的碳纖維改性聚四氟乙烯和環氧樹脂；
3.根據權利要求2所述的針對連接器結構件的特氟龍涂層優化處理方法，其特征在于，按重量份數計，所述碳纖維改性聚四氟乙烯的制備原料包括60-90份聚四氟乙烯乳液、10-40份碳纖維和1-5份硅烷偶聯劑。
4.根據權利要求2所述的針對連接器結構件的特氟龍涂層優化處理方法，其特征在于，以重量份數計，所述環氧樹脂的制備原料包括5-7份2’，5’-二羥基聯苯-4-甲醇、18-25份環氧氯丙烷、25-35份異丙醇和2-4份氫氧化鈉。
5.根據權利要求2所述的針對連接器結構件的特氟龍涂層優化處理方法，其特征在于，以重量份數計，所述改性氧化石墨烯制備原料包括氧化石墨烯1-2份和多巴胺1-2份。
6.根據權利要求3所述的針對連接器...
【專利技術屬性】
技術研發人員：羅云鋒，
申請(專利權)人：贛州鑫冠科技股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
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