專利名稱：氣體流量計(jì)上涂覆納米陶瓷復(fù)合涂層的方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種在氣體流量計(jì)表面上制備納米陶瓷涂層的方法和 裝置。(二) 背景技術(shù)氣體流量計(jì)主要用于天然氣的商業(yè)貿(mào)易計(jì)量，由于其具有可靠 性、范圍度寬，始動(dòng)流量小等優(yōu)點(diǎn)，被廣大用戶廣泛選用。氣體流量計(jì)的主要部件為鋁合金(6063或者2024鋁合金)，但由于表面處理 技術(shù)未能達(dá)到國外同類產(chǎn)品的技術(shù)水平，使得該產(chǎn)品的主要部件依賴 于進(jìn)口，所以迫切需要一種適合該產(chǎn)品的表面處理技術(shù)及裝置。微弧氧化技術(shù)能在鋁及其合金表面沉積一層厚而致密的超硬陶 瓷膜，通過微弧氧化生成的陶瓷膜在機(jī)械性能方面遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于陽極氧化 膜，而在與基體的結(jié)合力強(qiáng)度等方面遠(yuǎn)高于等離子體噴鍍的陶瓷膜。 微弧氧化技術(shù)的另一優(yōu)點(diǎn)是，它所處理過的工件尺寸變化小，且能極 大地改善鋁合金的耐磨損、耐腐蝕及絕緣性能，達(dá)到了第二代工程材 料(金屬)和第三代工程材料(陶瓷)的完美結(jié)合，因而該技術(shù)已被成功 的用于有色金屬及其合金上。微弧氧化系統(tǒng)主要由電源柜、操作臺(tái)、工作槽、換熱器等部件組 成。其中工作槽又包括大、小兩個(gè)工作槽，用來制備不同尺寸的工件。 氣體流量計(jì)作陽極浸在處理液中，帶冷卻系統(tǒng)的不銹鋼容器作為陰 極，并使電源工作在恒流方式。試驗(yàn)開始時(shí)，在直流低電壓和工作液的作用下，陽極鋁合金表面發(fā)生電化學(xué)氧化產(chǎn)生有一定電阻率的陽極 氧化薄膜。隨著時(shí)間的進(jìn)行，電壓逐步升高，直至升高到300v以上， 此時(shí)氧化膜絕緣能力更強(qiáng)，在工件的表面形成一層電暈，當(dāng)電壓提高到370v左右時(shí)，將對(duì)鋁合金表面產(chǎn)生的絕緣膜擊穿產(chǎn)生微電弧(電火 花)放電，此時(shí)可以看到表面上有很多白色的細(xì)小火花亮點(diǎn)，此起彼伏， 連續(xù)、交替、轉(zhuǎn)移放電。當(dāng)電壓升高到500v或更高時(shí)，微電弧火花放 電的亮點(diǎn)成為藍(lán)白色，更大更粗，而且伴有連續(xù)的噼啪放電聲。此時(shí)微 電弧火花放電通道3000°C以上的高溫將鋁合金表面中熔融鋁原子與 工作液中的氧原子發(fā)生電、物理、化學(xué)反應(yīng)結(jié)合而成AU)3陶瓷層。氣體流量計(jì)圓盤狀的整體構(gòu)造造成涂覆工藝的不便，輸電的鋁條 必須同時(shí)起支撐作用，將流量計(jì)懸掛并保持站立狀，以保證涂覆效果。 現(xiàn)有涂覆方法和裝置中，氣體流量計(jì)通過鋁條攻絲與電源相連接，兩 者不但接觸面積較小，而且，兩者接觸處無法進(jìn)行密封，導(dǎo)致工作槽 液進(jìn)入，產(chǎn)生強(qiáng)大的放電振爆現(xiàn)象，并伴隨有巨響，導(dǎo)致電流失穩(wěn)， 在涂層表面留下較粗氣孔。而且，由于流量計(jì)與鋁條連接不牢固，在 強(qiáng)電流的作用下，流量計(jì)易晃動(dòng)，影響涂層的質(zhì)量。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決現(xiàn)有氣體流量計(jì)的涂覆納米陶瓷復(fù)合涂層的方法 及其裝置所存在的容易振爆、涂層質(zhì)量差的缺點(diǎn)，提供一種工作過程 平穩(wěn)、涂層細(xì)致、均勻的涂覆納米陶瓷復(fù)合涂層的方法及其裝置。本發(fā)明所述的氣體流量計(jì)的涂覆納米陶瓷復(fù)合涂層的方法，包括 如下步驟(1) 以帶冷卻裝置的不銹鋼容器作為陰極；(2) 以濃度為15g/l的歸A 10H20水溶液，調(diào)配處理液；(3) 對(duì)鋁條進(jìn)行砂紙打磨到合適的尺寸，鋁條的前端車螺紋；(4) 將鋁條直接嵌入流量計(jì)的通孔中，使鋁條的凸肩頂住所述 通孔的后端面，用已經(jīng)氧化的螺帽擰緊在所述鋁條的前部， 對(duì)所述通孔的前端面進(jìn)行固定密封；(5) 在鋁條浸入槽液的部分套上絕緣橡膠套，防止其發(fā)生放電 現(xiàn)象；(6) 將流量計(jì)浸入處理液，以恒流方式對(duì)所述的鋁條供電，電 流密度為10A/dm2，微弧氧化時(shí)間為60min。本發(fā)明所述的氣體流量計(jì)的涂覆納米陶瓷復(fù)合涂層的裝置，包括 電源柜、操作臺(tái)、工作槽、換熱器，帶冷卻裝置的不銹鋼容器作為陰 極，陽極包括圓盤狀的流量計(jì)、與所述的流量計(jì)連接的鋁條，陰極和 陽極都連接直流恒流電源，其特征在于所述的鋁條插入所述流量計(jì) 的通孔內(nèi)，所述的通孔的前端面被已經(jīng)氧化的螺帽密封，所述的螺帽 通過所述鋁條前部的螺紋與鋁條連接，所述的通孔的后端面被所述鋁 條上的凸肩密封。更進(jìn)一步，所述的鋁條浸入槽液的部分套上絕緣橡膠套，防止其 發(fā)生放電現(xiàn)象。本發(fā)明對(duì)鋁條進(jìn)行砂紙打磨到合適的尺寸，將鋁條直接嵌入流量 計(jì)的通孔中，并在端面上用已經(jīng)氧化的螺帽進(jìn)行固定密封，在鋁條浸 入槽液的部分套上絕緣橡膠套，防止其發(fā)生放電現(xiàn)象。通過此種連接方式，可以將鋁條和流量計(jì)連接處完全密封，避免制備過程中產(chǎn)生強(qiáng) 大的電流放電現(xiàn)象，同時(shí)，兩者連接非常牢固，無晃動(dòng)，從而使整個(gè) 制備過程得以順利進(jìn)行。本發(fā)明成功地將微弧氧化技術(shù)應(yīng)用到氣體流量計(jì)上，并通過特殊 的設(shè)計(jì)，將待加工的氣體流量計(jì)工件與微弧氧化電源達(dá)到良好的連 接，以克服加工過程中槽液進(jìn)入工件內(nèi)部而引起的放電振爆和晃動(dòng)現(xiàn) 象，使涂層更加致密均勻，質(zhì)量提高。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是對(duì)氣體流量計(jì)的涂覆納米陶瓷復(fù)合涂層過程平 穩(wěn)，無放電振爆和晃動(dòng)現(xiàn)象，涂層更加致密均勻，質(zhì)量提高。(四)
圖1是本發(fā)明的陽極結(jié)構(gòu)示意圖具體實(shí)施方式
實(shí)施例一本實(shí)施例具體說明氣體流量計(jì)的涂覆納米陶瓷復(fù)合涂層的方法 包括如下步驟(1) 以帶冷卻裝置的不銹鋼容器作為陰極；(2) 以濃度為15g/l的Na2B407 10仏0水溶液，調(diào)配處理液；(3) 對(duì)鋁條1進(jìn)行砂紙打磨到合適的尺寸，鋁條1的前端車螺 紋；(4) 將鋁條1直接嵌入流量計(jì)4的通孔中，使鋁條1的凸肩11 頂住所述通孔的后端面，用已經(jīng)氧化的螺帽2擰緊在所述 鋁條1的前部，對(duì)所述通孔的前端面進(jìn)行固定密封；(5) 在鋁條1浸入槽液的部分套上絕緣橡膠套3，防止其發(fā)生放電現(xiàn)象；(6) 將流量計(jì)4浸入處理液，以恒流方式對(duì)所述的鋁條1供電， 電流密度為10A/dm2，微弧氧化時(shí)間為60min。采用20kW直流脈沖微弧氧化裝置對(duì)氣體流量計(jì)表面進(jìn)行微弧氧 化，該設(shè)備由微弧氧化電源、電解槽、攪拌系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)組成。電 解液為八1203納米粉2g，分析純的Na2B407 10H20水溶液，濃度為 15g/l。試樣作陽極浸在處理液中，帶冷卻系統(tǒng)的不銹鋼容器作為陰 極，并使電源工作在恒流方式，電流密度為10A/dm2，微弧氧化時(shí)間 為60min。所制備的樣品主要采用X射線衍射儀(XRD)測(cè)定試樣的相結(jié)構(gòu)。 用Hitachi S-4700型掃描電鏡(SEM)測(cè)定試樣的表面形貌、并對(duì)其 進(jìn)行能譜分析。用HMV-IT顯微硬度計(jì)測(cè)試試樣的顯微硬度。采用中 科院蘭州物理所研制的WTM-2E型球-盤摩擦磨損機(jī)考察試樣在干摩 擦下的磨損性能。采用中科院蘭州物理所研制的劃痕儀測(cè)定涂層與基 體的結(jié)合力。實(shí)施例二參照附圖本發(fā)明所述的氣體流量計(jì)的涂覆納米陶瓷復(fù)合涂層的裝置，包括 電源柜、操作臺(tái)、工作槽、換熱器，帶冷卻裝置的不銹鋼容器作為陰 極，陽極包括圓盤狀的流量計(jì)、與所述的流量計(jì)連接的鋁條l，陰極 和陽極都連接直流恒流電源。所述的鋁條1插入所述流量計(jì)4的通孔內(nèi)，所述的通孔的前端面被己經(jīng)氧化的螺帽2密封，所述的螺帽2通過所述鋁條1前部的螺紋與鋁條1連接，所述的通孔的后端面被所述鋁條1上的凸肩11密封。所述的鋁條1浸入槽液的部分套上絕緣橡膠套3，防止其發(fā)生放電現(xiàn)象。本發(fā)明對(duì)鋁條1進(jìn)行砂紙打磨到合適的尺寸，將鋁條1直接嵌入流量計(jì)4的通孔中，并在端面上用已經(jīng)氧化的螺帽2進(jìn)行固定密封， 在鋁條1浸入槽液的部分套上絕緣橡膠套3，防止其發(fā)生放電現(xiàn)象。 通過此種連接方式，可以將鋁條1和流量計(jì)4連接處完全密封，避免 制備過程中產(chǎn)生強(qiáng)大的電流放電現(xiàn)象，同時(shí)，兩者連接非常牢固，無 晃動(dòng)，從而使整個(gè)制備過程得以順利進(jìn)行。本發(fā)明成功地將微弧氧化技術(shù)應(yīng)用到氣體流量計(jì)上，并通過特殊 的設(shè)計(jì)，將待加工的氣體流量計(jì)工件與微弧氧化電源達(dá)到良好的連 接，以克服加工過程中槽液進(jìn)入工件內(nèi)部而引起的放電振爆和晃動(dòng)現(xiàn) 象，使涂層更加致密均勻，質(zhì)量提高。本說明書實(shí)施例所述的內(nèi)容僅僅是對(duì)發(fā)明構(gòu)思的實(shí)現(xiàn)形式的列舉， 本發(fā)明的保護(hù)范圍的不應(yīng)當(dāng)被視為僅限于實(shí)施例所陳述的具體形式，本 發(fā)明的保護(hù)范圍也及于本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思所能夠想到的 等同技術(shù)手段。
權(quán)利要求
1、氣體流量計(jì)的涂覆納米陶瓷復(fù)合涂層的方法，包括如下步驟(1)以帶冷卻裝置的不銹鋼容器作為陰極；(2)以濃度為15g/l的Na2B4O7·10H2O水溶液，調(diào)配處理液；(3)對(duì)鋁條進(jìn)行砂紙打磨到合適的尺寸，鋁條的前端車螺紋；(4)將鋁條直接嵌入流量計(jì)的通孔中，使鋁條的凸肩頂住所述通孔的后端面，用已經(jīng)氧化的螺帽擰緊在所述鋁條的前部，對(duì)所述通孔的前端面進(jìn)行固定密封；(5)在鋁條浸入槽液的部分套上絕緣橡膠套，防止其發(fā)生放電現(xiàn)象；(6)將流量計(jì)浸入處理液，以恒流方式對(duì)所述的鋁條供電，電流密度為10A/dm2，微弧氧化時(shí)間為60min。
2、 使用如權(quán)利要求1所述的氣體流量計(jì)的涂覆納米陶瓷復(fù)合涂層 的方法的裝置，包括電源柜、操作臺(tái)、工作槽、換熱器，帶冷卻裝置的 不銹鋼容器作為陰極，陽極包括圓盤狀的流量計(jì)、與所述的流量計(jì)連 接的鋁條，陰極和陽極都連接直流恒流電源，其特征在于所述的鋁 條插入所述流量計(jì)的通孔內(nèi)，所述的通孔的前端面被已經(jīng)氧化的螺帽 密封，所述的螺帽通過所述鋁條前部的螺紋與鋁條連接，所述的通孔 的后端面被所述鋁條上的凸肩密封。
3、 如權(quán)利要求2所述的氣體流量計(jì)的涂覆納米陶瓷復(fù)合涂層的裝 置，其特征在于所述的鋁條浸入槽液的部分套有絕緣橡膠套。
全文摘要
氣體流量計(jì)上涂覆納米陶瓷復(fù)合涂層的方法，包括以帶冷卻裝置的不銹鋼容器作為陰極；以濃度為15g/l的Na<sub>2</sub>B<sub>4</sub>O<sub>7</sub>·10H<sub>2</sub>O水溶液，調(diào)配處理液；對(duì)鋁條進(jìn)行砂紙打磨到合適的尺寸，連接在氣體流量計(jì)上；在鋁條浸入槽液的部分套上絕緣橡膠套；將工件浸入處理液，以恒流方式對(duì)所述的鋁條供電，電流密度為10A/dm<sup>2</sup>，微弧氧化時(shí)間為60min等步驟。氣體流量計(jì)上涂覆納米陶瓷復(fù)合涂層的裝置，包括帶冷卻裝置的不銹鋼容器、直流恒流電源、圓盤狀的流量計(jì)、與所述的流量計(jì)連接的鋁條，所述的鋁條插入所述流量計(jì)的通孔內(nèi)，所述的通孔的前端面被已經(jīng)氧化的螺帽密封，所述的螺帽通過所述鋁條前部的螺紋與鋁條連接，所述的通孔的后端面被所述鋁條上的凸肩密封。本發(fā)明可以使涂層更加致密均勻，質(zhì)量提高。
文檔編號(hào)C25D11/06GK101328601SQ200810120059
公開日2008年12月24日 申請(qǐng)日期2008年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月23日
發(fā)明者朋 葉, 宋仁國, 李紅霞, 堅(jiān) 趙, 鄭曉華 申請(qǐng)人:浙江工業(yè)大學(xué)