本發(fā)明涉及金屬表面處理，具體是一種高可靠高緊固壓力變送器用法蘭及其制備工藝。
背景技術(shù)：
1、壓力變送器為工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域中用于測(cè)量流體壓力的關(guān)鍵設(shè)備，法蘭作為壓力變送器與管道系統(tǒng)連接的核心部件，需長(zhǎng)期承受介質(zhì)壓力、溫度波動(dòng)、振動(dòng)沖擊等復(fù)雜工況，同時(shí)需具備優(yōu)異的密封性、耐腐蝕性和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，以防止介質(zhì)泄漏、避免外界環(huán)境侵蝕，確保壓力信號(hào)的準(zhǔn)確傳遞，法蘭連接結(jié)構(gòu)的可靠性與緊固性直接影響測(cè)量精度、設(shè)備安全及使用壽命；因此，提升壓力變送器用法蘭的高可靠性和高緊固性，成為工業(yè)設(shè)備制造領(lǐng)域的重要研究方向。
2、現(xiàn)有技術(shù)中，壓力變送器用法蘭多采用傳統(tǒng)金屬材料，如碳鋼、不銹鋼材料，直接加工成型，或通過(guò)簡(jiǎn)單的涂層處理，如鍍鋅、噴漆處理來(lái)提升耐腐蝕性，但存在諸多缺陷：其一，金屬法蘭表面易因介質(zhì)腐蝕、電化學(xué)作用產(chǎn)生銹蝕，導(dǎo)致法蘭面密封性下降，長(zhǎng)期使用后易出現(xiàn)泄漏風(fēng)險(xiǎn)；其二，傳統(tǒng)涂層與金屬基體結(jié)合力較弱，在振動(dòng)、溫度變化等工況下易發(fā)生脫落、開裂，難以長(zhǎng)期維持防護(hù)效果；其三，法蘭連接的緊固性主要依賴螺栓預(yù)緊力，在長(zhǎng)期交變應(yīng)力作用下易出現(xiàn)螺栓松動(dòng)，而現(xiàn)有結(jié)構(gòu)缺乏輔助緊固機(jī)制，難以保障高緊固性的長(zhǎng)期穩(wěn)定。
3、綜上所述，這些缺陷限制了壓力變送器在復(fù)雜工業(yè)環(huán)境中的應(yīng)用穩(wěn)定性，因此開發(fā)一種高可靠高緊固壓力變送器用法蘭及其制備工藝具有重要意義。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的在于提供一種高可靠高緊固壓力變送器用法蘭的制備工藝，以解決現(xiàn)有技術(shù)中提出的的問(wèn)題。
2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：
3、一種高可靠高緊固壓力變送器用法蘭的制備工藝，包括以下步驟：步驟1：將基礎(chǔ)法蘭依次經(jīng)過(guò)粗磨、精磨、拋光后；浸入酸溶液中酸洗，然后水洗、干燥，得到預(yù)處理法蘭；
4、步驟2：在預(yù)處理法蘭的表面浸涂磷化液，干燥；然后浸涂-噴涂鈍化涂料，在涂料未固化前施加定向磁場(chǎng)，烘干，得到成品法蘭。
5、較為優(yōu)化地，所述酸溶液按重量份數(shù)由以下組分組成：10~20份鹽酸、5~15份磷酸、2~8份檸檬酸、0.5~2份壬基酚聚氧乙烯醚、2~5份六次甲基四胺、4~6份二乙醇胺、0.5~1.3份十二烷基苯磺酸鈉、40~60份去離子水。
6、較為優(yōu)化地，所述磷化液由以下組分組成：按質(zhì)量份數(shù)計(jì)，15~20份磷酸鋅、5~8份氧化鋅、8~12份磷酸、3~5份亞硝酸鈉、2~3份氟化鈉、1~2份六亞甲基四胺、0.2~0.5份苯并三氮唑、0.5~1份分散劑byk-110、3~5份異丙醇、100~150份去離子水。
7、較為優(yōu)化地，所述鈍化涂料的制備方法：
8、步驟1：將硅酸四甲酯、γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷依次加至無(wú)水乙醇水溶液中，攪拌均勻，調(diào)節(jié)ph至1~3，設(shè)置溫度為50~60℃，攪拌保持3~4h，靜置冷卻，得到硅溶膠；
9、步驟2：將聚四氟乙烯加至丙酮中，設(shè)置溫度45~55℃，攪拌1~2h，干燥，加至1~1.5mol/l的鈉萘溶液中，保持20~30s，清洗，烘干，加入釤鈷磁鐵粉末，超聲分散10~20min，加至濃硝酸溶液中10~12h，清洗，干燥，得到活化聚四氟乙烯；
10、步驟3：將潤(rùn)濕劑byk-349、分散劑byk-110、消泡劑byk-024混合，加至水性環(huán)氧乳液中攪拌均勻，然后繼續(xù)加入活化聚四氟乙烯、鈦白粉和沉淀硫酸鋇，攪拌1~2h，靜置消泡，得到功能水性環(huán)氧基料；
11、步驟4：將功能水性環(huán)氧基料與水性環(huán)氧固化劑在室溫下水浴攪拌，然后緩慢加入硅溶膠，攪拌均勻后，靜置消泡，得到鈍化涂料。
12、較為優(yōu)化地，所述無(wú)水乙醇水溶液的原料中，無(wú)水乙醇、去離子水質(zhì)量比為（1~4）:1；所述硅溶膠的原料中，硅酸四甲酯、γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、無(wú)水乙醇水溶液的質(zhì)量比為1:（2~4）:（2~5）。
13、較為優(yōu)化地，所述活化聚四氟乙烯的原料中，按質(zhì)量份數(shù)計(jì)，10~15份聚四氟乙烯、50~70份丙酮、20~30份鈉萘溶液、1~1.5份釤鈷磁鐵粉末、20~30份濃硝酸溶液。
14、較為優(yōu)化地，所述功能水性環(huán)氧基料的原料中，按質(zhì)量份數(shù)計(jì)：0.5~1份潤(rùn)濕劑byk-349、1~2份分散劑byk-110、0.3~0.5份消泡劑byk-024、40~60份水性環(huán)氧乳液，5~10份活化聚四氟乙烯、15~25份鈦白粉、10~20份沉淀硫酸鋇；
15、所述鈍化涂料的原料中，功能水性環(huán)氧基料、水性環(huán)氧固化劑、硅溶膠的質(zhì)量比為（8~10）:（2~4）:（2~5）。
16、較為優(yōu)化地，所述施加磁場(chǎng)的工藝參數(shù)為：磁場(chǎng)強(qiáng)度為1~1.5t、磁場(chǎng)方向平行于法蘭螺栓孔軸線、溫度為20~30℃、處理時(shí)間為10~30min。
17、較為優(yōu)化地，步驟2中，浸涂的工藝參數(shù)為：浸泡時(shí)間10~15min，提升速度為50~80mm/min，浸涂次數(shù)為2~4次，單次浸涂膜厚度為8~15μm，烘干時(shí)長(zhǎng)為1~2h；噴涂的工藝參數(shù)為：噴嘴口徑為0.8~1.0mm，空氣壓力為0.3~0.4mpa，距離為30~40cm，走槍速度100~150mm/s，噴涂膜厚度為20~30μm。
18、一種高可靠高緊固壓力變送器用法蘭的制備工藝制備得到的法蘭。
19、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：
20、本發(fā)明制備得到的法蘭經(jīng)過(guò)磨砂拋光，刻蝕處理，進(jìn)而涂覆磷化涂料、鈍化涂料、施加磁場(chǎng)，在基礎(chǔ)法蘭表面形成致密磷酸鹽轉(zhuǎn)化膜和防腐環(huán)氧鈍化層，隔絕腐蝕介質(zhì)與金屬直接接觸，抑制腐蝕進(jìn)程，得到高可靠高緊固壓力變送器用法蘭。
21、其中，對(duì)基礎(chǔ)法蘭進(jìn)行磨砂拋光、酸洗處理，通過(guò)階梯式研磨精準(zhǔn)控制表面粗糙度，為后續(xù)處理提供理想基底；酸洗高效清除表面銹蝕及深層氧化層，有效避免后續(xù)的腐蝕風(fēng)險(xiǎn)，確保了法蘭表面潔凈度、平整度，為磷化涂料、鈍化涂料的均勻涂覆和牢固結(jié)合創(chuàng)造條件；磷化液作為法蘭表面處理后的底層防護(hù)，以磷酸鋅、氧化鋅為核心成膜物質(zhì)，借助機(jī)械咬合與化學(xué)結(jié)合作用強(qiáng)化與基體的結(jié)合力，為后續(xù)鈍化涂層提供可靠附著基底；同時(shí)，亞硝酸鈉、氟化鈉等緩蝕劑組分與六亞甲基四胺、苯并三氮唑協(xié)同，在金屬表面形成緩蝕層，抑制酸洗后法蘭基體的二次氧化與腐蝕，為法蘭構(gòu)建了兼具結(jié)合增強(qiáng)與初步防腐功能的底層屏障。
22、在形成的磷化層的法蘭上涂覆的鈍化涂料，區(qū)別于層級(jí)之間傳統(tǒng)的機(jī)械吸附，本發(fā)明中鈍化涂料中的硅溶膠能夠通過(guò)硅氧烷鏈與磷化層縮合，填充磷化層與環(huán)氧涂層之間的界面間隙，增強(qiáng)層級(jí)之間界面結(jié)合強(qiáng)度，避免涂層因物理剝離導(dǎo)致的防護(hù)失效；同時(shí)聚四氟乙烯具有強(qiáng)耐腐蝕性、釤鈷磁鐵粉末具有強(qiáng)磁力，兩者賦予鈍化涂層高耐腐蝕性的同時(shí)賦予其磁性功能；當(dāng)法蘭與螺栓連接時(shí)，法蘭表面的磁性涂層可與螺栓之間產(chǎn)生相互吸引的磁力，形成預(yù)緊力-磁力雙重緊固機(jī)制，可抵消部分應(yīng)力對(duì)螺栓的沖擊，降低螺栓松動(dòng)趨勢(shì)；并且通過(guò)磁場(chǎng)的作用，增強(qiáng)法蘭的貼合緊密性，長(zhǎng)期維持高緊固性，滿足法蘭在裝配與使用中的力學(xué)需求。綜上，功能環(huán)氧基料、固化劑與硅溶膠復(fù)合，構(gòu)建無(wú)機(jī)-有機(jī)界面化學(xué)橋接，消除界面間隙，最終形成的基體-磷化層-鈍化層結(jié)構(gòu)，其中涂層與基體之間具有強(qiáng)附著性，并且磷化層和鈍化層兼具耐腐蝕性，鈍化層中的釤鈷磁鐵粉末輔助緊固作用，能夠全面提升法蘭的密封可靠性，滿足壓力變送器的使用要求。