一種火焰噴涂制備鋰鐵氧體防腐涂層的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種火焰噴涂制備鋰鐵氧體防腐涂層的方法，采用機(jī)械手，通過優(yōu)化氧-乙炔火焰噴涂的工藝參數(shù)，制得的鋰鐵氧體導(dǎo)電防腐涂層材料具有良好的耐腐蝕性能與導(dǎo)電性能。本發(fā)明提供的制備方法，工藝簡(jiǎn)單，沉積率高，重復(fù)性強(qiáng)，對(duì)設(shè)備要求低，可進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)直接噴涂施工，從而滿足實(shí)際接地網(wǎng)工程建設(shè)、搶修的需要，并可以應(yīng)用于不同形狀或不同大小的金屬基體表面，特別是在制備大面積實(shí)際應(yīng)用的耐腐蝕導(dǎo)電涂層時(shí)更具優(yōu)勢(shì)，并且工件服役過程中檢修維護(hù)簡(jiǎn)單，適宜工業(yè)推廣應(yīng)用。
【專利說明】一種火焰噴涂制備鋰鐵氧體防腐涂層的方法
【【技術(shù)領(lǐng)域】】
[0001]本發(fā)明涉及一種熱噴涂方法，具體講涉及一種火焰噴涂制備鋰鐵氧體防腐涂層的方法。
【【背景技術(shù)】】
[0002]接地裝置是輸變電工程接地系統(tǒng)中的重要組成部分，接地網(wǎng)腐蝕是導(dǎo)致接地保護(hù)體系劣化的主要因素，直接關(guān)系輸變電工程的運(yùn)行安全和電力運(yùn)維人員的人身安全。接地網(wǎng)埋于地下，屬于隱蔽工程，運(yùn)行過程中無法對(duì)其腐蝕狀況有直觀的了解且檢修困難，每次檢修維護(hù)均需開挖覆蓋的土壤，造成維修成本大大提高，維修時(shí)間延長(zhǎng)，十分不便。
[0003]目前，有些地域大部分接地網(wǎng)的本體材料多為熱鍍鋅鋼，在土壤腐蝕嚴(yán)重的區(qū)域運(yùn)行3~5a就需開挖土壤檢修，一般運(yùn)行IOa后會(huì)腐蝕嚴(yán)重而更換。鐵氧體材料具有反尖晶石結(jié)構(gòu)，耐腐蝕性強(qiáng)，并且主要成分為Fe2O3,成本低廉，制備與使用過程中不會(huì)產(chǎn)生二次污染危害環(huán)境。鐵氧體材料體系中，鋰鐵鐵氧體材料具有較低的電阻率(10_3~10_2Ω -cm),可滿足電力系統(tǒng)接地材料的導(dǎo)電性能要求。因此，用鋰鐵氧體這種耐蝕導(dǎo)電材料作電力系統(tǒng)的接地體，能較好解決接地材料的防腐問題。但目前的現(xiàn)有燒結(jié)、鑄造等工藝難以實(shí)現(xiàn)大尺寸鐵氧體產(chǎn)品的制備，因此利用接地材料涂層防護(hù)技術(shù)，在常規(guī)碳鋼接地材料表面涂覆鋰鐵氧體防腐涂層，在保證接地體良好導(dǎo)電性能的前提下，可有效提高接地裝置本體的耐腐蝕性能，在接地防腐【技術(shù)領(lǐng)域】具有良好的應(yīng)用前景。伊泰等人申請(qǐng)的美國(guó)專利3850701指出用化學(xué)法沉積的鐵氧體涂層的最大厚度僅有0.02_，不能滿足接地裝置全壽命的要求，并且未制備出切實(shí)可用的鐵氧體導(dǎo)電防腐涂層。近年來，熱噴涂技術(shù)快速發(fā)展為高性能鐵氧體涂層的制備提供 了良好的基礎(chǔ)，但熱噴涂制備涂層的沉積率、致密性及導(dǎo)電性和熱噴涂工藝的現(xiàn)場(chǎng)施工可操作性、技術(shù)經(jīng)濟(jì)性等問題仍待解決。
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【發(fā)明內(nèi)容】
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[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種在金屬基體表面用氧-乙炔火焰粉末噴涂鋰鐵氧體導(dǎo)電涂層的方法，該制備方法簡(jiǎn)單可控，對(duì)設(shè)備要求低，易于現(xiàn)場(chǎng)操作和搶修，且成本低，待噴工件受熱溫度低、工藝重復(fù)性高，將粉末噴涂在金屬基體上，形成一種低孔隙率，較高結(jié)合強(qiáng)度，良好的耐腐蝕性能與導(dǎo)電性能的鋰鐵氧體涂層。
[0005]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0006]本發(fā)明提供了一種利用火焰噴涂制備鋰鐵氧體防腐涂層的方法，包括將鋰鐵氧體涂層噴附于粘結(jié)底層上，包括下述步驟:
[0007]I)用分析純的有機(jī)溶劑丙酮對(duì)工件的待噴表面進(jìn)行清洗；
[0008]2)用30-80目的氧化鋁剛玉砂對(duì)待噴工件進(jìn)行表面噴砂處理，壓縮空氣壓力控制在 0.15-0.30MPa ；
[0009]3)將待噴涂粉末，包括粘結(jié)底層粉末與鋰鐵氧體粉末在100~200°C烘干后裝入送粉器中；[0010]4)將待噴工件裝在工作臺(tái)上；
[0011]5)為安裝噴槍的機(jī)械手設(shè)定噴涂行走路線程序；
[0012]6)設(shè)定火焰噴涂工藝參數(shù)，火焰噴涂噴槍點(diǎn)火開始工作，噴槍分別先后將金屬粘結(jié)底層粉末和鋰鐵氧體粉末噴涂至工件的待噴表面，金屬粘結(jié)底層的厚度可以控制在
0.1~0.2mm,鋰鐵氧體涂層的厚度可以控制在0.1~0.3mm ；
[0013]其中火焰噴涂為氧-乙炔火焰噴涂，鋰鐵氧體層為分子式是MFe2O4的鐵氧體材料，其中M為平均化學(xué)價(jià)為二價(jià)的Lra5F^a5金屬離子組。
[0014]本發(fā)明提供的制備方法中，粘結(jié)底層為Al、Zn、Co，Cu中的一種或金屬材料或多種金屬的合金材料。
[0015]本發(fā)明提供的制備方法中，粘結(jié)底層為純Co元素粉末噴涂制備粘結(jié)底層。
[0016]本發(fā)明提供的制備方法中，噴涂過程中采用壓縮空氣冷卻噴涂工件，粘結(jié)底層制備所用的噴涂粉末的粒度為20~100 μ m;鋰鐵氧體涂層制備所用的噴涂粉末的粒度為20~100 μ m ;火焰噴涂中乙炔氣、氧氣的流量分別為30~60SCM和15~30SCFH ;粉末載氣為Ar，流量為10~20SCFH ;噴涂距離在100~200mm ;送粉器為刮板式，送粉量為2~6g/min,送粉方式為內(nèi)送粉。
[0017]本發(fā)明提供的制備方法制得的涂層，中選擇顆粒形狀為近球形、流動(dòng)性好、松裝密度高的粘結(jié)底層和鋰鐵 氧體噴涂粉末材料，粒徑范圍為20~100 μ m ;用分析純的有機(jī)溶劑丙酮對(duì)工件的待噴表面進(jìn)行清洗，去除基體表面附著的油垢和灰塵等污物。用30~80目的氧化鋁剛玉砂對(duì)待噴工件進(jìn)行表面噴砂處理；待噴涂粉末，包括粘結(jié)底層粉末和鐵氧體粉末在80~200°C烘干；然后將烘干的粉末裝入送粉器中；將待噴涂工件裝夾在工作臺(tái)上，并用壓縮空氣進(jìn)一步清理殘留的剛玉砂；為安裝噴槍的機(jī)械手設(shè)定噴涂行走路線程序。鋰鐵氧體涂層制備時(shí)采用的火焰噴涂工藝參數(shù)見表1。
[0018]氧-乙炔火焰噴涂工藝使用的是美國(guó)Praxair公司的噴槍FP-73噴槍系統(tǒng)。噴槍移動(dòng)控制系統(tǒng)為美國(guó)ABB公司生產(chǎn)的機(jī)械手系統(tǒng)。
[0019]設(shè)定火焰噴涂工藝參數(shù)，采用內(nèi)送粉方式?；鹧鎳姌岦c(diǎn)火開始工作，先用中性氧-乙炔焰對(duì)待噴件進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱溫度200~300°C。噴槍分別先后將粘結(jié)底層粉末和鋰鐵氧體粉末噴涂至待噴件表面，粘結(jié)底層采用Co金屬，其厚度控制在0.1~0.2mm，鋰鐵氧體涂層厚度達(dá)到0.1~0.3mm。噴涂過程中采用壓縮空氣冷卻噴涂工件。
[0020]表1噴涂工藝參數(shù)表
[0021]
【權(quán)利要求】
1.一種利用火焰噴涂制備鋰鐵氧體防腐涂層的方法，包括將鋰鐵氧體涂層噴附于粘結(jié)底層上，其特征在于:所述方法包括下述步驟: 1)將清洗過的待噴涂工件用30-80目的氧化鋁剛玉砂進(jìn)行表面噴砂處理，壓縮空氣壓為 0.15-0.30MPa ； 2)將待噴涂粉末，包括粘結(jié)底層粉末與鋰鐵氧體粉末在100~200°C烘干后裝入送粉器中； 3)將待噴工件裝在工作臺(tái)上； 4)為安裝噴槍的機(jī)械手設(shè)定噴涂行走路線程序； 5)設(shè)定火焰噴涂工藝參數(shù)，火焰噴涂噴槍點(diǎn)火開始工作，噴槍分別先后將金屬粘結(jié)底層粉末和鋰鐵氧體粉末噴涂至工件的待噴表面，金屬粘結(jié)底層的厚度可以控制在0.1~0.2mm,鋰鐵氧體涂層的厚度可以控制在0.1~0.3mm ； 所述鋰鐵氧體層為 分子式是MFe2O4的鐵氧體材料，其中M為平均化學(xué)價(jià)為二價(jià)的LiV5Fe3V5金屬離子組; 所述火焰噴涂為氧-乙炔火焰噴涂。
2.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于所述粘結(jié)底層為Al、Zn、Co，Cu中的一種金屬材料或多種金屬合金材料。
3.如權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于所述粘結(jié)底層為Co。
4.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于:所述噴涂過程中采用壓縮空氣冷卻噴涂工件。
5.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于:所述的粘結(jié)底層制備所用的噴涂粉末的粒度為20~100 μ m。
6.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于:所述的鋰鐵氧體涂層制備所用的噴涂粉末的粒度為20~100 μ m。
7.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于:所述的乙炔氣、氧氣的流量分別為30 ~60SCFH 和 15 ~30SCnL
8.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于:所述的粉末載氣為Ar，流量為10~20scra。
9.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于:所述的噴涂距離在100~200mm。
10.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于:所述的送粉器為刮板式，送粉量為2~6g/min,送粉方式為內(nèi)送粉。
【文檔編號(hào)】C23C4/10GK103981477SQ201410169190
【公開日】2014年8月13日 申請(qǐng)日期:2014年4月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月25日
【發(fā)明者】祝志祥, 陳新, 韓鈺, 聶京凱, 陳保安, 馬光 申請(qǐng)人:國(guó)家電網(wǎng)公司, 國(guó)網(wǎng)智能電網(wǎng)研究院