專利名稱：鉆鋌螺紋表面靜電噴涂聚醚醚酮粉末的涂裝工藝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種在螺紋表面進行聚醚醚酮(PEEK)粉末涂裝的工藝，特別是涉及一種在鉆鋌螺紋表面進行靜電噴涂聚醚醚酮粉末的涂裝工藝。
背景技術：
PEEK(聚醚醚酮)粉末屬于高分子新型材料，其熔點在334°C，具有機械強度高、耐高溫、耐沖擊、阻燃、耐酸堿、耐磨性高、絕緣性能穩(wěn)定等特點。目前，由于其價格昂貴，生產廠家少等原因，只有在航天航空、軍工核能、石油化工、醫(yī)療機械、精密儀表等行業(yè)少量使用。其制品以模壓、注塑、擠出件居多，也有采用靜電粉末噴涂工藝在金屬制品表面進行涂裝的。但是，目前的聚醚醚酮粉末涂裝工藝存在著如下缺點1.涂層薄，一般不超過0.2mm厚；2.僅可在光滑、平整的金屬制品表面噴涂，在螺紋表面無法取得均勻一致涂層，易產生縮孔，橘皮等現(xiàn)象；3.粘接力不牢，無法承受較大扭矩力，從而達不到絕緣目的。應用于鉆鋌螺紋表面涂裝，尤其要求螺紋表面的聚醚醚酮涂層需達到厚度可控、厚度均勻一致，光滑無縮孔、無漏點，不影響螺紋連接且能承受較大扭矩力(40kN.m)而涂層不被破壞，外觀顏色均勻一致等要求。由于聚醚醚酮粉末具有熔點高(334 °C)，熔化溫度范圍窄等自身特點；而且需要在在螺紋表面進行噴涂使用，采用靜電粉末噴涂時由于“法拉第屏蔽效應”，螺紋底部很難產生均勻涂層，易產生縮孔現(xiàn)象；不但要保證設計厚度，更要承受較大扭矩作用而不被破壞。這就要求涂層必須均勻，粘接力良好，光滑無縮孔，且能滿足絕緣要求。目前的涂裝工藝無法滿足要求。

發(fā)明內容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術不足，提出一種在鉆鋌螺紋表面均勻噴涂聚醚醚酮粉末達到金屬螺紋連接后絕緣的工藝方法。本發(fā)明所采用的技術方案
一種鉆鋌螺紋表面靜電噴涂聚醚醚酮粉末的涂裝工藝，其流程如下
步驟一，首先對工件表面進行預處理，包括
1)噴砂處理采用石英砂對工件噴涂區(qū)域進行噴砂處理，使表面粗糙度達到Rz3. 2-12. 5 u m ；
2)噴涂過渡層熱噴涂鎳鋁合金過渡層，過渡層厚度0.05mm-0. 15mm ；
步驟二，工件安裝與放置放置工件于噴涂加熱保溫箱內；
步驟三，加熱工件
1)接通噴涂加熱保溫箱的溫控裝置電源，使噴涂加熱保溫箱內目標溫度控制在320°C 330°C，進行工件預加熱；
2)測溫當噴涂加熱保溫箱內實測溫度達到目標溫度10-30分鐘后，利用接觸式高溫溫度計實測工件表面溫度；3)局部加熱當工件溫度接近目標溫度時，對工件噴涂區(qū)域進行局部重點加熱，使得噴涂區(qū)域溫度達到小頭390°C ±5°C，大頭370°C ±5°C ；
步驟四，對工件進行進行聚醚醚酮粉末噴涂操作
1)噴涂打開噴涂加熱保溫箱上的噴涂操作觀察窗口，啟動旋轉設備，對正螺紋溝槽，采用勻速慢走槍，進行2-4遍噴涂(鉆鋌螺紋軸肩面處需垂直端面進行噴涂)；
2)保溫在340°C_370°C空間環(huán)境溫度內保溫5_10分鐘；
3)待聚醚醚酮粉末完全熔化后，停止加熱，保溫，隨爐冷卻至室溫。所述的鉆鋌螺紋表面靜電噴涂聚醚醚酮粉末的涂裝工藝，預處理步驟中，在對工件進行噴砂處理后，采用壓縮空氣吹干凈表面粘附沙粒，要求圓周方向粗糙度均勻一致；噴涂過渡層后，應保持工件表面潔凈、干燥，且應盡快進入噴涂操作程序，空氣中放置時間不超過24小時。 所述的鉆鋌螺紋表面靜電噴涂聚醚醚酮粉末的涂裝工藝，進行噴涂操作時，使噴槍出粉量以連續(xù)柱狀最小為宜，噴槍與工件的距離保持在8-lOcm，噴涂時，走槍必須均勻一致；保溫過程中，應注意觀察粉末熔化情況，可根據(jù)實際情況調整預設目標溫度。完成噴涂操作后，需要對工件進行檢驗，包括
1)外觀檢驗檢查涂層表面是否平整光滑，顏色均勻一致，不得有凸點，漏點，起皮及疤
痕；
2)漏點檢驗利用電火花檢漏儀檢查涂層漏點情況，若出現(xiàn)火花，說明此處有漏點；
3)厚度檢驗利用檢測護帽與噴涂接頭旋緊，測量縫隙處兩端面距離，與噴涂前距離對t匕，驗證厚度是否在合格范圍內；
4)裝配檢驗按裝配要求，利用液壓拆裝架，將接頭上緊到規(guī)定扭矩值后，利用絕緣兆歐表測量兩端絕緣值，大于100MQ為合格品；否則，不合格。本發(fā)明的有益效果
I、本發(fā)明鉆鋌螺紋表面靜電噴涂聚醚醚酮粉末的涂裝工藝，實現(xiàn)了在螺紋表面形成光滑、均勻一致、粘接力牢的聚醚醚酮絕緣涂層，很好的滿足了設計者對絕緣的要求，簡化了結構設計，拓展了設計思路，并且能承受40kN. m的大扭矩要求而不被破壞。目前，該發(fā)明已經(jīng)運用于石油測井行業(yè)中SEMWD隨鉆測井儀器絕緣天線的產品設計中，很好的滿足了設計需要，在實際測井中取得了很好的使用效果。2、本發(fā)明涂裝工藝在現(xiàn)有聚醚醚酮粉末或者溶液可應用于噴涂光滑金屬表面的基礎上，進一步通過探索研究延展到鉆鋌螺紋表面，并證明聚醚醚酮溶液在螺紋溝槽及底部凝固時由于自身產生的張力，縮孔現(xiàn)象幾乎不可避免，解決了螺紋及形狀復雜的工件長期受制于國外技術及設備限制的弊端。通過對噴槍出粉量的控制、噴涂時走槍手法及噴涂距離控制的改進破除了理論上靜電粉末噴涂時由于“法拉第屏蔽效應”，螺紋底部很難產生均勻涂層，易產生縮孔的現(xiàn)象，突破了大量企業(yè)及個人的固有想法。3、本發(fā)明鉆鋌螺紋表面靜電噴涂聚醚醚酮粉末的涂裝工藝，基于螺紋連接過渡層厚度不能太厚的要求，并且在不影響螺紋連接的強度的情況下，在噴涂聚醚醚酮粉末之前，在鉆鋌螺紋表面噴涂有厚度為0. 05mm-0. 15mm的鎳鋁合金過渡層，有效提高了涂層與螺紋之間的粘結力。噴涂加熱保溫箱可以采用紅外加熱的方式，使加熱時間縮短到1-1. 5小時，相對傳統(tǒng)的加熱方式效率上縮短3倍，并且避免了對環(huán)境的污染。
4、本發(fā)明在鉆鋌螺紋表面進行聚醚醚酮粉末涂裝的工藝，一次性投入費用小，成功率高，涂層均勻，粘接力牢，有很好的社會效益。本發(fā)明也可運用到類似有絕緣要求的其它螺紋表面，能極大的簡化關于有絕緣要求的結構設計；本發(fā)明也可以運用到有電性能要求、表面防腐要求等得金屬表面。


圖I :噴涂加熱保溫箱結構示意圖。圖中標號I為箱體，2為底板組件，3為加熱盒組件，4為溫度傳感器，5為噴涂工件組裝，箱體上設有噴涂操作觀察窗口。
具體實施例方式實施例一參見簡圖1，本發(fā)明鉆鋌螺紋表面靜電噴涂聚醚醚酮粉末的涂裝工藝，其在鉆鋌螺紋表面噴涂聚醚醚酮粉末的操作流程如下
步驟一，首先對工件表面進行預處理，包括
1)噴砂處理采用石英砂對工件噴涂區(qū)域進行噴砂處理，使表面粗糙度達到Rz3. 2-12. 5 u m ；
2)噴涂過渡層熱噴涂鎳鋁合金過渡層，過渡層厚度0.05mm-0. 15mm ；
步驟二，工件安裝與放置放置工件于噴涂加熱保溫箱，裝入底板組件，接通溫控線； 步驟三，工件加熱與測溫，包括
1)工件預加熱噴涂加熱保溫箱預設目標溫度320°C，進行預加熱；
2)測溫當噴涂加熱保溫箱內實測溫度達到目標溫度10-30分鐘后，利用接觸式高溫溫度計實測工件表面溫度；
3)局部加熱當工件溫度接近目標溫度時，對工件噴涂區(qū)域進行局部重點加熱，使得噴涂區(qū)域溫度達到小頭390°C ±5°C，大頭370°C ±5°C ；
步驟四，對工件進行進行聚醚醚酮粉末噴涂操作，流程如下
1)噴涂操作打開噴涂加熱保溫箱上的噴涂操作觀察窗口，啟動旋轉設備，對正螺紋溝槽，采用勻速慢走槍，2-4遍，鉆鋌螺紋軸肩面處需垂直端面進行噴涂；
2)保溫340°C保溫5-10分鐘；
3 )粉末完全熔化后，斷開電閘，停止加熱，保溫，隨爐冷卻至室溫。如圖I所示，噴涂操作中需要使用的噴涂加熱保溫箱包括箱體1，箱體I內設有加熱盒組件3，溫度傳感器4，與加熱盒組件配套設有溫控裝置。所述噴涂加熱保溫箱適合在旋轉設備上使用。噴涂保溫箱的結構設計能直觀地觀察整個噴涂過程中聚醚醚酮粉末噴涂的厚度及融化狀況，實現(xiàn)對噴涂過程的可控性，避免了工件反復進出保溫箱的弊端，提高了生產的效率，保證了噴涂的質量及厚度要求。實施例二 本實施例更為詳細的說明了本發(fā)明在鉆鋌螺紋表面噴涂聚醚醚酮粉末的過程，其工藝流程包括噴砂一~^熱噴涂鎳鋁合金過渡層一~^加熱一~^測溫一~^局部重點加熱一~^測溫一~^靜電粉末噴涂一~^保溫一~^緩冷。其具體實施過程
A.噴涂前對工件表面的預處理，包括i .噴砂處理。保護工件未噴涂表面，采用石英砂對工件噴涂區(qū)域進行噴砂處理，使表面粗糙度達到Rz3. 2-12. 5 ym。壓縮空氣吹干凈表面粘附沙粒，要求圓周方向粗糙度均勻一致。ii .噴涂過渡層。熱噴涂鎳鋁合金過渡層，過渡層厚度0. Imm左右為宜。iii .噴涂過渡層后，應保持工件表面潔凈、干燥，不得觸碰噴涂區(qū)域，且應盡快進入噴涂操作程序，空氣中放置時間不超過24小時為宜。B.工件安裝與放置
放置工件于噴涂加熱保溫箱，接通溫控裝置。
C.工件加熱與測溫，過程如下
i 工件預加熱。溫控箱預設目標溫度320°C，合上電閘，進行預加熱。ii .測溫。當溫控箱實測溫度達到目標溫度半小時后，利用接觸式高溫溫度計實測工件表面溫度。iii.局部加熱。當工件溫度接近320°C時，對工件噴涂區(qū)域進行局部重點加熱，使得噴涂區(qū)域溫度達到小頭390°C ±5°C，大頭370°C ±5°C為宜。D.工件進行PEEK粉噴涂操作
i 噴涂操作。打開噴涂加熱保溫箱上的噴涂操作觀察窗口，啟動旋轉設備，對正螺紋溝槽，采用勻速慢走槍，進行2-4遍噴涂為宜，鉆鋌螺紋軸肩面處需垂直端面進行噴涂。噴涂時，出粉量以連續(xù)柱狀最小為宜，噴槍與工件的距離8-lOcm為宜，噴涂時，走槍必須均勻—致。ii .保溫。340°C _370°C空間環(huán)境溫度內保溫5_10分鐘，注意觀察粉末熔化情況，可根據(jù)實際情況調整預設目標溫度(一般不超過330°C )。iii.粉末完全熔化后，斷開電閘，停止加熱，保溫，隨爐冷卻至室溫。對于噴涂好的工件是否涂裝合格，需要進行如下檢查
i 外觀檢驗。檢查涂層表面是否平整光滑，顏色均勻一致，不得有凸點，漏點，起皮及癥痕等現(xiàn)。ii .漏點檢驗。利用電火花檢漏儀檢查涂層漏點情況，若出現(xiàn)火花，說明此處有漏點。iii.厚度檢驗。利用檢測護帽與噴涂接頭旋緊，測量縫隙處兩端面距離，與噴涂前距離對比，驗證厚度是否在合格范圍內。iv.裝配檢驗。按裝配要求，利用液壓拆裝架，將接頭上緊到規(guī)定扭矩值后，利用絕緣兆歐表測量兩端絕緣值，大于100MQ為合格品；否則，不合格。
權利要求
1.一種鉆鋌螺紋表面靜電噴涂聚醚醚酮粉末的涂裝工藝，其流程如下 步驟一，首先對工件表面進行預處理，包括 1)噴砂處理采用石英砂對工件噴涂區(qū)域進行噴砂處理，使表面粗糙度達到Rz3. 2-12. 5 u m ； 2)噴涂過渡層熱噴涂鎳鋁合金過渡層，過渡層厚度0.05mm-0. 15mm ； 步驟二，工件安裝與放置放置工件于噴涂加熱保溫箱內； 步驟三，加熱工件 1)接通噴涂加熱保溫箱的溫控裝置電源，使噴涂加熱保溫箱內目標溫度控制在320°C 330°C，進行工件預加熱； 2)測溫當噴涂加熱保溫箱內實測溫度達到目標溫度10-30分鐘后，利用接觸式高溫溫度計實測工件表面溫度； 3)局部加熱當工件溫度表面接近目標溫度時，對工件噴涂區(qū)域進行局部重點加熱，使得噴涂區(qū)域溫度達到小頭390°C ±5°C，大頭370°C ±5°C ； 步驟四，對工件進行進行聚醚醚酮粉末噴涂操作 1)噴涂打開噴涂加熱保溫箱上的噴涂操作觀察窗口，啟動旋轉設備，對正螺紋溝槽，采用勻速慢走槍，進行2-4遍噴涂； 2)保溫在340°C_370°C空間環(huán)境溫度內保溫5_10分鐘； 待聚醚醚酮粉末完全熔化后，停止加熱，保溫，隨爐冷卻至室溫。
2.根據(jù)權利要求I所述的鉆鋌螺紋表面靜電噴涂聚醚醚酮粉末的涂裝工藝，其特征是預處理步驟中，在對工件進行噴砂處理后，采用壓縮空氣吹干凈表面粘附沙粒，要求圓周方向粗糙度均勻一致；噴涂過渡層后，應保持工件表面潔凈、干燥，且應盡快進入噴涂操作程序，空氣中放置時間不超過24小時。
3.根據(jù)權利要求I或2所述的鉆鋌螺紋表面靜電噴涂聚醚醚酮粉末的涂裝工藝，其特征是進行噴涂操作時，使噴槍出粉量以連續(xù)柱狀最小為宜，噴槍與工件的距離保持在8-lOcm,噴涂時，走槍必須均勻一致；保溫過程中，應注意觀察粉末熔化情況，可根據(jù)實際情況調整預設目標溫度。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種在螺紋表面進行聚醚醚酮粉末涂裝的工藝。一種在鉆鋌螺紋表面進行靜電噴涂聚醚醚酮粉末的涂裝工藝，首先對工件表面進行預處理，包括噴砂處理和噴涂過渡層；然后放置工件于噴涂加熱保溫箱內；加熱工件1)使噴涂加熱保溫箱內目標溫度控制在320℃，進行工件預加熱；2)當溫控箱實測溫度達到目標溫度10-30分鐘；3)局部加熱對工件噴涂區(qū)域進行局部重點加熱；對工件進行進行聚醚醚酮粉末噴涂操作1)噴涂2)保溫在340℃-370℃空間環(huán)境溫度內保溫5-10分鐘；待聚醚醚酮粉末完全熔化后，停止加熱，保溫，隨爐冷卻至室溫。本發(fā)明實現(xiàn)了在螺紋表面形成光滑、均勻一致、粘接力牢的聚醚醚酮絕緣涂層，很好的滿足了設計者對絕緣的要求。
文檔編號B05D3/00GK102698941SQ20121018704
公開日2012年10月3日 申請日期2012年6月8日 優(yōu)先權日2012年6月8日
發(fā)明者倪艷, 夏升旺, 姚士勇, 張勇, 徐效亮, 趙旻昕, 邢書東 申請人:中國電子科技集團公司第二十二研究所