专利名称：钻铤螺纹表面静电喷涂聚醚醚酮粉末的涂装工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种在螺纹表面进行聚醚醚酮(PEEK)粉末涂装的工艺，特别是涉及一种在钻铤螺纹表面进行静电喷涂聚醚醚酮粉末的涂装工艺。
背景技术：
PEEK(聚醚醚酮)粉末属于高分子新型材料，其熔点在334°C，具有机械强度高、耐高温、耐冲击、阻燃、耐酸碱、耐磨性高、绝缘性能稳定等特点。目前，由于其价格昂贵，生产厂家少等原因，只有在航天航空、军工核能、石油化工、医疗机械、精密仪表等行业少量使用。其制品以模压、注塑、挤出件居多，也有采用静电粉末喷涂工艺在金属制品表面进行涂装的。但是，目前的聚醚醚酮粉末涂装工艺存在着如下缺点1.涂层薄，一般不超过0.2mm厚；2.仅可在光滑、平整的金属制品表面喷涂，在螺纹表面无法取得均匀一致涂层，易产生缩孔，橘皮等现象；3.粘接力不牢，无法承受较大扭矩力，从而达不到绝缘目的。应用于钻铤螺纹表面涂装，尤其要求螺纹表面的聚醚醚酮涂层需达到厚度可控、厚度均匀一致，光滑无缩孔、无漏点，不影响螺纹连接且能承受较大扭矩力(40kN.m)而涂层不被破坏，外观颜色均匀一致等要求。由于聚醚醚酮粉末具有熔点高(334 °C)，熔化温度范围窄等自身特点；而且需要在在螺纹表面进行喷涂使用，采用静电粉末喷涂时由于“法拉第屏蔽效应”，螺纹底部很难产生均匀涂层，易产生缩孔现象；不但要保证设计厚度，更要承受较大扭矩作用而不被破坏。这就要求涂层必须均匀，粘接力良好，光滑无缩孔，且能满足绝缘要求。目前的涂装工艺无法满足要求。
发明内容
本发明针对现有技术不足，提出一种在钻铤螺纹表面均匀喷涂聚醚醚酮粉末达到金属螺纹连接后绝缘的工艺方法。本发明所采用的技术方案
一种钻铤螺纹表面静电喷涂聚醚醚酮粉末的涂装工艺，其流程如下
步骤一，首先对工件表面进行预处理，包括
1)喷砂处理采用石英砂对工件喷涂区域进行喷砂处理，使表面粗糙度达到Rz3. 2-12. 5 u m ；
2)喷涂过渡层热喷涂镍铝合金过渡层，过渡层厚度0.05mm-0. 15mm ；
步骤二，工件安装与放置放置工件于喷涂加热保温箱内；
步骤三，加热工件
1)接通喷涂加热保温箱的温控装置电源，使喷涂加热保温箱内目标温度控制在320°C 330°C，进行工件预加热；
2)测温当喷涂加热保温箱内实测温度达到目标温度10-30分钟后，利用接触式高温温度计实测工件表面温度；3)局部加热当工件温度接近目标温度时，对工件喷涂区域进行局部重点加热，使得喷涂区域温度达到小头390°C ±5°C，大头370°C ±5°C ；
步骤四，对工件进行进行聚醚醚酮粉末喷涂操作
1)喷涂打开喷涂加热保温箱上的喷涂操作观察窗口，启动旋转设备，对正螺纹沟槽，采用匀速慢走枪，进行2-4遍喷涂(钻铤螺纹轴肩面处需垂直端面进行喷涂)；
2)保温在340°C_370°C空间环境温度内保温5_10分钟；
3)待聚醚醚酮粉末完全熔化后，停止加热，保温，随炉冷却至室温。所述的钻铤螺纹表面静电喷涂聚醚醚酮粉末的涂装工艺，预处理步骤中，在对工件进行喷砂处理后，采用压缩空气吹干净表面粘附沙粒，要求圆周方向粗糙度均匀一致；喷涂过渡层后，应保持工件表面洁净、干燥，且应尽快进入喷涂操作程序，空气中放置时间不超过24小时。 所述的钻铤螺纹表面静电喷涂聚醚醚酮粉末的涂装工艺，进行喷涂操作时，使喷枪出粉量以连续柱状最小为宜，喷枪与工件的距离保持在8-lOcm，喷涂时，走枪必须均匀一致；保温过程中，应注意观察粉末熔化情况，可根据实际情况调整预设目标温度。完成喷涂操作后，需要对工件进行检验，包括
1)外观检验检查涂层表面是否平整光滑，颜色均匀一致，不得有凸点，漏点，起皮及疤
痕；
2)漏点检验利用电火花检漏仪检查涂层漏点情况，若出现火花，说明此处有漏点；
3)厚度检验利用检测护帽与喷涂接头旋紧，测量缝隙处两端面距离，与喷涂前距离对t匕，验证厚度是否在合格范围内；
4)装配检验按装配要求，利用液压拆装架，将接头上紧到规定扭矩值后，利用绝缘兆欧表测量两端绝缘值，大于100MQ为合格品；否则，不合格。本发明的有益效果
I、本发明钻铤螺纹表面静电喷涂聚醚醚酮粉末的涂装工艺，实现了在螺纹表面形成光滑、均匀一致、粘接力牢的聚醚醚酮绝缘涂层，很好的满足了设计者对绝缘的要求，简化了结构设计，拓展了设计思路，并且能承受40kN. m的大扭矩要求而不被破坏。目前，该发明已经运用于石油测井行业中SEMWD随钻测井仪器绝缘天线的产品设计中，很好的满足了设计需要，在实际测井中取得了很好的使用效果。2、本发明涂装工艺在现有聚醚醚酮粉末或者溶液可应用于喷涂光滑金属表面的基础上，进一步通过探索研究延展到钻铤螺纹表面，并证明聚醚醚酮溶液在螺纹沟槽及底部凝固时由于自身产生的张力，缩孔现象几乎不可避免，解决了螺纹及形状复杂的工件长期受制于国外技术及设备限制的弊端。通过对喷枪出粉量的控制、喷涂时走枪手法及喷涂距离控制的改进破除了理论上静电粉末喷涂时由于“法拉第屏蔽效应”，螺纹底部很难产生均匀涂层，易产生缩孔的现象，突破了大量企业及个人的固有想法。3、本发明钻铤螺纹表面静电喷涂聚醚醚酮粉末的涂装工艺，基于螺纹连接过渡层厚度不能太厚的要求，并且在不影响螺纹连接的强度的情况下，在喷涂聚醚醚酮粉末之前，在钻铤螺纹表面喷涂有厚度为0. 05mm-0. 15mm的镍铝合金过渡层，有效提高了涂层与螺纹之间的粘结力。喷涂加热保温箱可以采用红外加热的方式，使加热时间缩短到1-1. 5小时，相对传统的加热方式效率上缩短3倍，并且避免了对环境的污染。
4、本发明在钻铤螺纹表面进行聚醚醚酮粉末涂装的工艺，一次性投入费用小，成功率高，涂层均匀，粘接力牢，有很好的社会效益。本发明也可运用到类似有绝缘要求的其它螺纹表面，能极大的简化关于有绝缘要求的结构设计；本发明也可以运用到有电性能要求、表面防腐要求等得金属表面。
图I :喷涂加热保温箱结构示意图。图中标号I为箱体，2为底板组件，3为加热盒组件，4为温度传感器，5为喷涂工件组装，箱体上设有喷涂操作观察窗口。
具体实施例方式实施例一参见简图1，本发明钻铤螺纹表面静电喷涂聚醚醚酮粉末的涂装工艺，其在钻铤螺纹表面喷涂聚醚醚酮粉末的操作流程如下
步骤一，首先对工件表面进行预处理，包括
1)喷砂处理采用石英砂对工件喷涂区域进行喷砂处理，使表面粗糙度达到Rz3. 2-12. 5 u m ；
2)喷涂过渡层热喷涂镍铝合金过渡层，过渡层厚度0.05mm-0. 15mm ；
步骤二，工件安装与放置放置工件于喷涂加热保温箱，装入底板组件，接通温控线； 步骤三，工件加热与测温，包括
1)工件预加热喷涂加热保温箱预设目标温度320°C，进行预加热；
2)测温当喷涂加热保温箱内实测温度达到目标温度10-30分钟后，利用接触式高温温度计实测工件表面温度；
3)局部加热当工件温度接近目标温度时，对工件喷涂区域进行局部重点加热，使得喷涂区域温度达到小头390°C ±5°C，大头370°C ±5°C ；
步骤四，对工件进行进行聚醚醚酮粉末喷涂操作，流程如下
1)喷涂操作打开喷涂加热保温箱上的喷涂操作观察窗口，启动旋转设备，对正螺纹沟槽，采用匀速慢走枪，2-4遍，钻铤螺纹轴肩面处需垂直端面进行喷涂；
2)保温340°C保温5-10分钟；
3 )粉末完全熔化后，断开电闸，停止加热，保温，随炉冷却至室温。如图I所示，喷涂操作中需要使用的喷涂加热保温箱包括箱体1，箱体I内设有加热盒组件3，温度传感器4，与加热盒组件配套设有温控装置。所述喷涂加热保温箱适合在旋转设备上使用。喷涂保温箱的结构设计能直观地观察整个喷涂过程中聚醚醚酮粉末喷涂的厚度及融化状况，实现对喷涂过程的可控性，避免了工件反复进出保温箱的弊端，提高了生产的效率，保证了喷涂的质量及厚度要求。实施例二 本实施例更为详细的说明了本发明在钻铤螺纹表面喷涂聚醚醚酮粉末的过程，其工艺流程包括喷砂一~^热喷涂镍铝合金过渡层一~^加热一~^测温一~^局部重点加热一~^测温一~^静电粉末喷涂一~^保温一~^缓冷。其具体实施过程
A.喷涂前对工件表面的预处理，包括i .喷砂处理。保护工件未喷涂表面，采用石英砂对工件喷涂区域进行喷砂处理，使表面粗糙度达到Rz3. 2-12. 5 ym。压缩空气吹干净表面粘附沙粒，要求圆周方向粗糙度均匀一致。ii .喷涂过渡层。热喷涂镍铝合金过渡层，过渡层厚度0. Imm左右为宜。iii .喷涂过渡层后，应保持工件表面洁净、干燥，不得触碰喷涂区域，且应尽快进入喷涂操作程序，空气中放置时间不超过24小时为宜。B.工件安装与放置
放置工件于喷涂加热保温箱，接通温控装置。
C.工件加热与测温，过程如下
i 工件预加热。温控箱预设目标温度320°C，合上电闸，进行预加热。ii .测温。当温控箱实测温度达到目标温度半小时后，利用接触式高温温度计实测工件表面温度。iii.局部加热。当工件温度接近320°C时，对工件喷涂区域进行局部重点加热，使得喷涂区域温度达到小头390°C ±5°C，大头370°C ±5°C为宜。D.工件进行PEEK粉喷涂操作
i 喷涂操作。打开喷涂加热保温箱上的喷涂操作观察窗口，启动旋转设备，对正螺纹沟槽，采用匀速慢走枪，进行2-4遍喷涂为宜，钻铤螺纹轴肩面处需垂直端面进行喷涂。喷涂时，出粉量以连续柱状最小为宜，喷枪与工件的距离8-lOcm为宜，喷涂时，走枪必须均匀—致。ii .保温。340°C _370°C空间环境温度内保温5_10分钟，注意观察粉末熔化情况，可根据实际情况调整预设目标温度(一般不超过330°C )。iii.粉末完全熔化后，断开电闸，停止加热，保温，随炉冷却至室温。对于喷涂好的工件是否涂装合格，需要进行如下检查
i 外观检验。检查涂层表面是否平整光滑，颜色均匀一致，不得有凸点，漏点，起皮及症痕等现。ii .漏点检验。利用电火花检漏仪检查涂层漏点情况，若出现火花，说明此处有漏点。iii.厚度检验。利用检测护帽与喷涂接头旋紧，测量缝隙处两端面距离，与喷涂前距离对比，验证厚度是否在合格范围内。iv.装配检验。按装配要求，利用液压拆装架，将接头上紧到规定扭矩值后，利用绝缘兆欧表测量两端绝缘值，大于100MQ为合格品；否则，不合格。
权利要求
1.一种钻铤螺纹表面静电喷涂聚醚醚酮粉末的涂装工艺，其流程如下 步骤一，首先对工件表面进行预处理，包括 1)喷砂处理采用石英砂对工件喷涂区域进行喷砂处理，使表面粗糙度达到Rz3. 2-12. 5 u m ； 2)喷涂过渡层热喷涂镍铝合金过渡层，过渡层厚度0.05mm-0. 15mm ； 步骤二，工件安装与放置放置工件于喷涂加热保温箱内； 步骤三，加热工件 1)接通喷涂加热保温箱的温控装置电源，使喷涂加热保温箱内目标温度控制在320°C 330°C，进行工件预加热； 2)测温当喷涂加热保温箱内实测温度达到目标温度10-30分钟后，利用接触式高温温度计实测工件表面温度； 3)局部加热当工件温度表面接近目标温度时，对工件喷涂区域进行局部重点加热，使得喷涂区域温度达到小头390°C ±5°C，大头370°C ±5°C ； 步骤四，对工件进行进行聚醚醚酮粉末喷涂操作 1)喷涂打开喷涂加热保温箱上的喷涂操作观察窗口，启动旋转设备，对正螺纹沟槽，采用匀速慢走枪，进行2-4遍喷涂； 2)保温在340°C_370°C空间环境温度内保温5_10分钟； 待聚醚醚酮粉末完全熔化后，停止加热，保温，随炉冷却至室温。
2.根据权利要求I所述的钻铤螺纹表面静电喷涂聚醚醚酮粉末的涂装工艺，其特征是预处理步骤中，在对工件进行喷砂处理后，采用压缩空气吹干净表面粘附沙粒，要求圆周方向粗糙度均匀一致；喷涂过渡层后，应保持工件表面洁净、干燥，且应尽快进入喷涂操作程序，空气中放置时间不超过24小时。
3.根据权利要求I或2所述的钻铤螺纹表面静电喷涂聚醚醚酮粉末的涂装工艺，其特征是进行喷涂操作时，使喷枪出粉量以连续柱状最小为宜，喷枪与工件的距离保持在8-lOcm,喷涂时，走枪必须均匀一致；保温过程中，应注意观察粉末熔化情况，可根据实际情况调整预设目标温度。
全文摘要
本发明涉及一种在螺纹表面进行聚醚醚酮粉末涂装的工艺。一种在钻铤螺纹表面进行静电喷涂聚醚醚酮粉末的涂装工艺，首先对工件表面进行预处理，包括喷砂处理和喷涂过渡层；然后放置工件于喷涂加热保温箱内；加热工件1)使喷涂加热保温箱内目标温度控制在320℃，进行工件预加热；2)当温控箱实测温度达到目标温度10-30分钟；3)局部加热对工件喷涂区域进行局部重点加热；对工件进行进行聚醚醚酮粉末喷涂操作1)喷涂2)保温在340℃-370℃空间环境温度内保温5-10分钟；待聚醚醚酮粉末完全熔化后，停止加热，保温，随炉冷却至室温。本发明实现了在螺纹表面形成光滑、均匀一致、粘接力牢的聚醚醚酮绝缘涂层，很好的满足了设计者对绝缘的要求。
文档编号B05D3/00GK102698941SQ20121018704
公开日2012年10月3日 申请日期2012年6月8日 优先权日2012年6月8日
发明者倪艳, 夏升旺, 姚士勇, 张勇, 徐效亮, 赵旻昕, 邢书东 申请人:中国电子科技集团公司第二十二研究所