用于含HF酸环境的高效风机的制作方法

本发明涉及风机技术领域，尤其涉及用于含hf酸环境的高效风机。

背景技术：

风机是依靠输入的机械能，提高气体压力并排送气体的机械，它是一种从动的流体机械。风机是中国对气体压缩和气体输送机械的习惯简称，通常所说的风机包括通风机，鼓风机，风力发电机，风机广泛用于工厂、矿井、隧道、冷却塔、车辆、船舶和建筑物的通风、排尘和冷却，锅炉和工业炉窑的通风和引风；空气调节设备和家用电器设备中的冷却和通风；谷物的烘干和选送，风洞风源和气垫船的充气和推进等。

风机在酸性环境中使用时，如氟气、盐酸、硫酸、氢氟酸以及它们的派生物，很容易发生腐蚀现象，特别是在氢氟酸环境下，由于氢氟酸腐蚀性极强，风机极容易被腐蚀。如何提高风机的耐腐蚀能力，以满足高腐蚀环境的需求，是行业人员一直致力解决的问题。

镍铜合金是一种用量大、用途广、综合性能极佳的耐蚀合金。此合金在氢氟酸和氟气介质中具有优异的耐蚀性，对热浓碱液也有优良的耐蚀性。同时还耐中性溶液、水、海水、大气、有机化合物等的腐蚀。将镍铜合金包覆在不锈钢材的表面，可防止酸性介质对不锈钢材的腐蚀，将其应用于风机行业，可显著提高风机在酸性环境的使用寿命。现有技术中，一般通过电镀或者热喷涂的方式将镍铜合金涂覆于不锈钢板材表面。在涂覆前，往往需要通过活化去除不锈钢板材表面的氧化皮，以提高镍铜合金和不锈钢材的结合力。但是，在活化完成并送入涂覆镍铜合金的过程中，不锈钢板材表面很容易产生新的氧化皮，使镍铜合金涂层和不锈钢板材表面的结合力大大降低，进而使得耐腐蚀性不足。基于此，如何设计一种不锈钢板材表面涂覆镍铜合金涂层的方法及利用该方法制成的风机是本发明所要解决的技术问他。

技术实现要素：

本发明针对现有技术的不足，提供一种不锈钢板材表面涂覆镍铜合金涂层的方法及利用该方法制成的风机。

本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：

用于含hf酸环境的高效风机，包括机壳和叶轮，所述机壳和叶轮由不锈钢板材制成，所述不锈钢板材的表面覆盖有镀镍层；所述镀镍层的表面覆盖有镍铜合金涂层。

作为上述技术方案的改进，所述的用于含hf酸环境的高效风机，所述镍铜合金涂层的厚度为5-10um。

一种不锈钢板材表面涂层的制备方法，包括以下步骤：

ⅰ清洗；

ⅱ除油；

ⅲ活化预镀：①将除油后的不锈钢板材放入活化液中，其中，活化液中添加有氯化镍，浸泡1-4min，使不锈钢板材活化；②向活化液中通入电流，对不锈钢板材进行预镀；

ⅳ电镀；

ⅴ热处理。

作为上述技术方案的改进，所述的一种不锈钢板材表面涂层的制备方法，所述除油方法为在除油液中浸泡，直至油污除净为止，除油后对不锈钢板材进行热水冲洗。

作为上述技术方案的改进，所述的一种不锈钢板材表面涂层的制备方法，所述除油液各组分及含量为：碳酸钠25-35g/l、氢氧化钠43-67g/l、磷酸三钠52-56g/l、硅酸钠8-12g/l。

作为上述技术方案的改进，所述的一种不锈钢板材表面涂层的制备方法，所述活化液各组分及含量为：氯化镍220-280g/l、盐酸175-215g/l、氯化钠7-15g/l，其中，所述盐酸浓度为33-37％。

作为上述技术方案的改进，所述的一种不锈钢板材表面涂层的制备方法，预镀的工艺条件为：电流密度7-12a·dm^-2，预镀时间为55-65s。

作为上述技术方案的改进，所述的一种不锈钢板材表面涂层的制备方法，所述电镀方法为：先采用7-12a·dm^-2的电流电镀30s，再采用2-3a·dm^-2的电流电镀7-8min，电镀液温度45-55℃。

作为上述技术方案的改进，所述的一种不锈钢板材表面涂层的制备方法，所述电镀时，电镀液各组分及含量为：五水硫酸铜18-22g/l、六水硫酸镍80-88g/l、柠檬酸钠70-77g/l、十二烷基硫酸钠0.5-0.8g/l、硼酸18-22g/l。

作为上述技术方案的改进，所述的一种不锈钢板材表面涂层的制备方法，所述热处理方法为：将电镀后的不锈钢板加热至175-195℃，保温20-60min。

本发明的优点在于：首先，活化预镀连续进行，不锈钢板材在活化后直接进行预镀，使不锈钢板材表面覆盖一层镀镍层，预镀时不需要离开活化液，避免新的氧化皮的形成，大大提高镀镍层和不锈钢板材的结合力；另一方面，采用镍铜合金覆盖在镀镍层表面，相比于直接涂覆在不锈钢板材表面，其结合处应力大大降低，同时，镀镍层可以封闭镍铜合金中一些直达不锈钢板材表面的孔洞，使镀层的结合力、孔隙率及硬度都得到较大提升，进而进一步的提高了耐腐蚀和耐摩擦性能。

附图说明

图1为采用活化预镀工艺制成的镍铜合金涂层的表面形貌。

图2为采用活化预镀工艺制成的镍铜合金涂层的横截面形貌。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

用于含hf酸环境的高效风机，包括机壳和叶轮，所述机壳和叶轮由不锈钢板材制成，所述不锈钢板材的表面覆盖有镀镍层；所述镀镍层的表面覆盖有镍铜合金涂层；所述镍铜合金涂层的厚度为5-10um。

在不锈钢板材的表面覆盖镍铜合金涂层，大大提高不锈钢板材的耐腐蚀性，利用该板材制成风机的机壳和叶轮，应用于含hf的环境中，风机机壳和叶轮可耐hf酸的腐蚀，提高风机使用寿命。

一种不锈钢板材表面涂层的制备方法，包括以下步骤：

ⅰ清洗；采用清水冲洗，洗去不锈钢板材表面灰尘；

ⅱ除油；除油液中浸泡，直至油污除净为止，除油后对不锈钢板材进行热水冲洗；所述除油液各组分及含量为：碳酸钠25-35g/l、氢氧化钠43-67g/l、磷酸三钠52-56g/l、硅酸钠8-12g/l；利用碱性溶液对油污的皂化作用，去除不锈钢板材表面的油污；

ⅲ活化预镀：①将除油后的不锈钢板材放入活化液中，浸泡1-4min，使不锈钢板材活化，其中，所述活化液各组分及含量为：氯化镍220-280g/l、盐酸175-215g/l、氯化钠7-15g/l，其中，所述盐酸浓度为33-37％；②向活化液中通入电流，对不锈钢板材进行预镀，预镀的工艺条件为：电流密度7-12a·dm^-2，预镀时间为55-65s；

首先，活化预镀连续进行，不锈钢板材在活化后直接进行预镀，使不锈钢板材表面覆盖一层镀镍层，预镀时不需要离开活化液，避免新的氧化皮的形成，大大提高镀镍层和不锈钢板材的结合力；另一方面，采用镍铜合金覆盖在镀镍层表面，相比于直接涂覆在不锈钢板材表面，其结合处应力大大降低，同时，镀镍层可以封闭镍铜合金中一些直达不锈钢板材表面的孔洞，使镀层的结合力、孔隙率及硬度都得到较大提升，进而进一步的提高了耐腐蚀和耐摩擦性能；

ⅳ电镀；先采用7-12a·dm^-2的电流电镀30s，再采用2-3a·dm^-2的电流电镀7-8min，电镀液温度45-55℃；电镀液各组分及含量为：五水硫酸铜18-22g/l、六水硫酸镍80-88g/l、柠檬酸钠70-77g/l、十二烷基硫酸钠0.5-0.8g/l、硼酸18-22g/l，以将镍铜镀层涂覆在预镀后的不锈钢板材表面；

ⅴ热处理，将电镀后的不锈钢板加热至175-195℃，保温20-60min，对不锈钢板材进行去氢处理，降低不锈钢板材电镀过程中产生氢脆的风险，提高不锈钢板材的机械性能。

实施例1，一种不锈钢板材表面涂层的制备方法，包括以下步骤：

ⅰ清洗；取边长50cm的钢板，采用清水冲洗；

ⅱ除油；除油液中浸泡，直至油污除净为止，除油后对不锈钢板材进行热水冲洗；所述除油液各组分及含量为：碳酸钠25g/l、氢氧化钠43g/l、磷酸三钠52g/l、硅酸钠8g/l；

ⅲ活化预镀：①将除油后的不锈钢板材放入活化液中，浸泡1min，使不锈钢板材活化，其中，所述活化液各组分及含量为：氯化镍220g/l、盐酸175g/l、氯化钠7g/l，其中，所述盐酸浓度为33％；②向活化液中通入电流，对不锈钢板材进行预镀，预镀的工艺条件为：电流密度7a·dm^-2，预镀时间为55s；

ⅳ电镀；先采用7a·dm^-2的电流电镀30s，再采用2a·dm^-2的电流电镀7min，电镀液温度45℃；电镀液各组分及含量为：五水硫酸铜18g/l、六水硫酸镍80g/l、柠檬酸钠70g/l、十二烷基硫酸钠0.5g/l、硼酸18g/l；

ⅴ热处理，将电镀后的不锈钢板加热至175℃，保温20min。

实施例2，一种不锈钢板材表面涂层的制备方法，包括以下步骤：

ⅰ清洗；取边长50cm的钢板，采用清水冲洗；

ⅱ除油；除油液中浸泡，直至油污除净为止，除油后对不锈钢板材进行热水冲洗；所述除油液各组分及含量为：碳酸钠30g/l、氢氧化钠55g/l、磷酸三钠54g/l、硅酸钠10g/l；

ⅲ活化预镀：①将除油后的不锈钢板材放入活化液中，浸泡2min，使不锈钢板材活化，其中，所述活化液各组分及含量为：氯化镍250g/l、盐酸195g/l、氯化钠9g/l，其中，所述盐酸浓度为35％；②向活化液中通入电流，对不锈钢板材进行预镀，预镀的工艺条件为：电流密度9a·dm^-2，预镀时间为60s；

ⅳ电镀；先采用9a·dm^-2的电流电镀30s，再采用2a·dm^-2的电流电镀8min，电镀液温度50℃；电镀液各组分及含量为：五水硫酸铜20g/l、六水硫酸镍84g/l、柠檬酸钠73g/l、十二烷基硫酸钠0.6g/l、硼酸20g/l；

ⅴ热处理，将电镀后的不锈钢板加热至185℃，保温40min。

实施例3，一种不锈钢板材表面涂层的制备方法，包括以下步骤：

ⅰ清洗；取边长50cm的钢板，采用清水冲洗；

ⅱ除油；除油液中浸泡，直至油污除净为止，除油后对不锈钢板材进行热水冲洗；所述除油液各组分及含量为：碳酸钠35g/l、氢氧化钠67g/l、磷酸三钠56g/l、硅酸钠12g/l；利用碱性溶液对油污的皂化作用，去除不锈钢板材表面的油污；

ⅲ活化预镀：①将除油后的不锈钢板材放入活化液中，浸泡4min，使不锈钢板材活化，其中，所述活化液各组分及含量为：氯化镍280g/l、盐酸215g/l、氯化钠15g/l，其中，所述盐酸浓度为37％；②向活化液中通入电流，对不锈钢板材进行预镀，预镀的工艺条件为：电流密度12a·dm^-2，预镀时间为65s；

ⅳ电镀；先采用12a·dm^-2的电流电镀30s，再采用3a·dm^-2的电流电镀8min，电镀液温度55℃；电镀液各组分及含量为：五水硫酸铜22g/l、六水硫酸镍88g/l、柠檬酸钠77g/l、十二烷基硫酸钠0.8g/l、硼酸22g/l；

ⅴ热处理，将电镀后的不锈钢板加热至195℃，保温60min。

对比例4，一种不锈钢板材表面涂层的制备方法，包括以下步骤：

ⅰ清洗；取边长50cm的钢板，采用清水冲洗；

ⅱ除油；除油液中浸泡，直至油污除净为止，除油后对不锈钢板材进行热水冲洗；所述除油液各组分及含量为：碳酸钠30g/l、氢氧化钠55g/l、磷酸三钠54g/l、硅酸钠10g/l；

ⅲ活化：将除油后的不锈钢板材放入活化液中，浸泡2min，使不锈钢板材活化，其中，所述活化液各组分及含量为：氯化镍250g/l、盐酸195g/l、氯化钠9g/l，其中，所述盐酸浓度为35％；

ⅳ电镀；先采用9a·dm^-2的电流电镀30s，再采用2a·dm^-2的电流电镀8min，电镀液温度50℃；电镀液各组分及含量为：五水硫酸铜20g/l、六水硫酸镍84g/l、柠檬酸钠73g/l、十二烷基硫酸钠0.6g/l、硼酸20g/l；

ⅴ热处理，将电镀后的不锈钢板加热至185℃，保温40min。

综合上表中数据可以看出，采用活化预镀工艺制备的镍铜合金涂层相比直接电镀的镍铜合金涂层，其涂层硬度略有提升，涂层结合力提升明显，约提升10倍左右，涂层孔隙率下降，在20wt％的hf溶液中浸泡72h时，膜层均比较完整，变化不大，但是浸泡144h后，直接电镀的镍铜合金涂层出现发黑鼓泡情况，而采用活化预镀工艺制成的膜层则依然比较完整，变化不大。

需要说明的是，在本文中，如若存在第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。