CN106065846A - 一种耐腐蚀风力发电机叶片及表面处理工艺 - Google Patents

一种耐腐蚀风力发电机叶片及表面处理工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种耐腐蚀风力发电机叶片及表面处理工艺，叶片由以下重量份数的物料制备而成：二硼化钛，氧化钛，三氧化铬，二氧化硅，氧化锌，碳化硅，三氧化二锰，氢氧化镍，氧化铁，氧化钴，氧化铜，氧化铍，三氧化钨，氧化镁，其表面处理工艺为：(1)表面清洁；(2)抛丸处理；热处理；(4)喷釉固化；(5)PVD镀膜；本发明风力发电机叶片具有匀、轻、强的优点，同时耐腐蚀性强，表面处理工艺简单，节能环保，生产成本低，适合在工业上大规模推广。

Description

一种耐腐蚀风力发电机叶片及表面处理工艺
技术领域
本发明涉及材料领域，具体涉及一种耐腐蚀风力发电机叶片及表面处理工艺。
背景技术
风力发电机是将风能转化为电能的装置，主要由叶片，发电机，机械部件和电气部件组成。根据旋转轴的不同，风力发电机主要分为水平轴风力发电机和垂直轴风力发电机两类，目前市场上水平轴风力发电机占主流位置。风力发电的原理，是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。依据目前的风车技术，大约是每秒三公尺的微风速度(微风的程度)，便可以开始发电。
随着近年来人们对环保意识与可再生资源的利用，风力发电正在世界上形成一股热潮，而风力发电机中的叶片是结构中的重要组成部分，不仅需要满足一定的韧性与强度，同时还需要满足环境对其的腐蚀性，使其寿命有所提高，因此发明一种新型的风力发电机叶片非常有必要的。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种耐腐蚀风力发电机叶片及表面处理工艺，使得所生产出的材料具有匀、轻、强的优点，同时耐腐蚀性强。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
本发明提供了一种耐腐蚀风力发电机叶片，由以下重量份数的物料制备而成：二硼化钛15-35份，氧化钛18-30份，三氧化铬18-40份，二氧化硅20-28份，氧化锌12-30份，碳化硅10-18份，三氧化二锰10-18份，氢氧化镍8-16份，氧化铁8-16份，氧化钴5-15份，氧化铜4-10份，氧化铍4-10份，三氧化钨4-10份，氧化镁2-8份；
其表面处理工艺为：
(1)表面清洁：首先将待处理的风力发电机叶片进行表面清洁，除去风力发电机叶片表面的附着物；
(2)抛丸处理：然后将风力发电机叶片表面做细粒径抛丸处理；
(3)热处理：将风力发电机叶片加热到850-950℃，然后风冷将温度降至100-200℃，接着再将加热到350-500℃保温2h-5h后空冷至室温；
(4)喷釉固化：再用喷枪或喷雾器将釉料雾化喷到风力发电机叶片的表面，形成釉层，在干烘箱烘烤使釉层固化；
(5)PVD镀膜：固化过的风力发电机叶片进行PVD镀膜，在釉层的表面形成膜层。
优选地，由以下重量份数的物料制备而成：二硼化钛20-30份，氧化钛20-25份，三氧化铬20-35份，二氧化硅22-26份，氧化锌15-25份，碳化硅12-16份，三氧化二锰12-16份，氢氧化镍10-15份，氧化铁10-14份，氧化钴8-12份，氧化铜5-9份，氧化铍6-8份，三氧化钨6-8份，氧化镁4-6份。
优选地，由以下重量份数的物料制备而成：二硼化钛20份，氧化钛22份，三氧化铬23份，二氧化硅24份，氧化锌16份，碳化硅14份，三氧化二锰14份，氢氧化镍13份，氧化铁12份，氧化钴8份，氧化铜5份，氧化铍7份，三氧化钨6份，氧化镁5份。
优选地，所述的表面处理工艺步骤(1)中的表面清洁是采用抛光处理、磨砂处理、喷砂处理方法中的至少一种。
优选地，所述的表面处理工艺步骤(3)中喷釉固化：其中釉层的厚度为30μm-90μm，烘烤温度为500℃-900℃，烘烤时间为0.5-1h。
优选地，所述的表面处理工艺步骤(5)的PVD镀膜过程中，膜层为金属膜层、氧化物膜层、氮化物膜层中的任意一种或者两种以上的混合膜层。
本发明有益效果：
本发明提供了一种风力发电机叶片，二硼化钛的加入可以提高风力发电机叶片的硬度，氧化钛、三氧化铬能增加风力发电机叶片的塑形和强度，氧化铝、氧化铜的加入使风力发电机叶片的延展性有所提高，三氧化钨可以提高材料整体的耐腐蚀性，本发明通过调整金属化合物组分的比例，使得风力发电机叶片具有更好的匀、轻、强的特性。本发明的表面处理工艺中热处理的过程使得风力发电机叶片的硬度与抗压性能够进一步提高，使用寿命更加持久，通过在风力发电机叶片的表面喷涂釉层，使风力发电机叶片成品具有较高的厚度及硬度，因而耐磨性、耐刮擦性也随之加强。PVD镀膜能进一步提高风力发电机叶片成品的耐磨性能、耐温度变化性能及防腐性能，使风力发电机叶片表面可使在长时间内不会生锈。本发明工艺简单，处理时间短，生产成本低，适合在工业上大规模推广。
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，下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。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。
实施例1：
本发明提供了一种耐腐蚀风力发电机叶片，由以下重量份数的物料制备而成：二硼化钛15份，氧化钛18份，三氧化铬20份，二氧化硅22份，氧化锌14份，碳化硅12份，三氧化二锰12份，氢氧化镍10份，氧化铁10份，氧化钴6份，氧化铜5份，氧化铍6份，三氧化钨6份，氧化镁4份；
其表面处理工艺为：
(1)表面清洁：首先将待处理的风力发电机叶片采用抛光处理、磨砂处理方法进行表面清洁，除去风力发电机叶片表面的附着物；
(2)抛丸处理：然后将风力发电机叶片表面做细粒径抛丸处理；
(3)热处理：将风力发电机叶片加热到850℃，然后风冷将温度降至100℃，接着再将加热到350℃保温2h后空冷至室温；
(4)喷釉固化：再用喷枪或喷雾器将釉料雾化喷到风力发电机叶片的表面，形成釉层，在干烘箱烘烤使釉层固化，其中釉层的厚度为40μm，烘烤温度为500℃℃，烘烤时间为0.5h。；
(5)PVD镀膜：固化过的风力发电机叶片进行PVD镀膜，在釉层的表面形成金属膜层。
实施例2：
本发明提供了一种耐腐蚀风力发电机叶片，由以下重量份数的物料制备而成：二硼化钛20份，氧化钛20份，三氧化铬22份，二氧化硅24份，氧化锌15份，碳化硅12份，三氧化二锰14份，氢氧化镍10份，氧化铁9份，氧化钴7份，氧化铜7份，氧化铍6份，三氧化钨8份，氧化镁6份；
其表面处理工艺为：
(1)表面清洁：首先将待处理的风力发电机叶片采用磨砂处理、喷砂处理方法进行表面清洁，除去风力发电机叶片表面的附着物；
(2)抛丸处理：然后将风力发电机叶片表面做细粒径抛丸处理；
(3)热处理：将风力发电机叶片加热到900℃，然后风冷将温度降至150℃，接着再将加热到350℃保温4h后空冷至室温；
(4)喷釉固化：再用喷枪或喷雾器将釉料雾化喷到风力发电机叶片的表面，形成釉层，在干烘箱烘烤使釉层固化，其中釉层的厚度为50μm，烘烤温度为600℃，烘烤时间为0.5h；
(5)PVD镀膜：固化过的风力发电机叶片进行PVD镀膜，在釉层的表面依次形成金属膜层、氧化物膜层。
实施例3：
本发明提供了一种耐腐蚀风力发电机叶片，由以下重量份数的物料制备而成：二硼化钛20份，氧化钛25份，三氧化铬22份，二氧化硅24份，氧化锌15份，碳化硅12份，三氧化二锰13份，氢氧化镍10份，氧化铁10份，氧化钴7份，氧化铜6份，氧化铍6份，三氧化钨8份，氧化镁6份；
其表面处理工艺为：
(1)表面清洁：首先将待处理的风力发电机叶片采用抛光处理、磨砂处理、喷砂处理方法进行表面清洁，除去风力发电机叶片表面的附着物；
(2)抛丸处理：然后将风力发电机叶片表面做细粒径抛丸处理；
(3)热处理：将风力发电机叶片加热到900℃，然后风冷将温度降至150℃，接着再将加热到350℃保温3h后空冷至室温；
(4)喷釉固化：再用喷枪或喷雾器将釉料雾化喷到风力发电机叶片的表面，形成釉层，在干烘箱烘烤使釉层固化，其中釉层的厚度为50μm，烘烤温度为600℃，烘烤时间为0.5h。；
(5)PVD镀膜：固化过的风力发电机叶片进行PVD镀膜，在釉层的表面依次形成金属膜层、氧化物膜层、氮化物膜层。
实施例4：
本发明提供了一种耐腐蚀风力发电机叶片，由以下重量份数的物料制备而成：二硼化钛20份，氧化钛22份，三氧化铬23份，二氧化硅25份，氧化锌16份，碳化硅16份，三氧化二锰14份，氢氧化镍12份，氧化铁14份，氧化钴10份，氧化铜6份，氧化铍6份，三氧化钨8份，氧化镁6份；
其表面处理工艺为：
(1)表面清洁：首先将待处理的风力发电机叶片采用抛光处理、磨砂处理、喷砂处理方法进行表面清洁，除去风力发电机叶片表面的附着物；
(2)抛丸处理：然后将风力发电机叶片表面做细粒径抛丸处理；
(3)热处理：将风力发电机叶片加热到950℃，然后风冷将温度降至200℃，接着再将加热到500℃保温4h后空冷至室温；
(4)喷釉固化：再用喷枪或喷雾器将釉料雾化喷到风力发电机叶片的表面，形成釉层，在干烘箱烘烤使釉层固化，其中釉层的厚度为40μm，烘烤温度为600℃，烘烤时间为0.5h。；
(5)PVD镀膜：固化过的风力发电机叶片进行PVD镀膜，在釉层的表面依次形成金属膜层、氧化物膜层、氮化物膜层。
实施例5：
本发明提供了一种耐腐蚀风力发电机叶片，由以下重量份数的物料制备而成：二硼化钛20份，氧化钛25份，三氧化铬20份，二氧化硅21份，氧化锌15份，碳化硅12份，三氧化二锰14份，氢氧化镍10份，氧化铁9份，氧化钴7份，氧化铜6份，氧化铍6份，三氧化钨8份，氧化镁5份；
其表面处理工艺为：
(1)表面清洁：首先将待处理的风力发电机叶片采用抛光处理、磨砂处理、喷砂处理方法进行表面清洁，除去风力发电机叶片表面的附着物；
(2)抛丸处理：然后将风力发电机叶片表面做细粒径抛丸处理；
(3)热处理：将风力发电机叶片加热到950℃，然后风冷将温度降至200℃，接着再将加热到400℃保温3h后空冷至室温；
(4)喷釉固化：再用喷枪或喷雾器将釉料雾化喷到风力发电机叶片的表面，形成釉层，在干烘箱烘烤使釉层固化，其中釉层的厚度为50μm，烘烤温度为600℃，烘烤时间为0.6h。；
(5)PVD镀膜：固化过的风力发电机叶片进行PVD镀膜，在釉层的表面依次形成金属膜层、氧化物膜层、氮化物膜层。
实施例6：
本发明提供了一种耐腐蚀风力发电机叶片，由以下重量份数的物料制备而成：二硼化钛20份，氧化钛23份，三氧化铬22份，二氧化硅24份，氧化锌16份，碳化硅12份，三氧化二锰14份，氢氧化镍12份，氧化铁12份，氧化钴7份，氧化铜6份，氧化铍6份，三氧化钨8份，氧化镁6份；
其表面处理工艺为：
(1)表面清洁：首先将待处理的风力发电机叶片采用抛光处理、磨砂处理、喷砂处理方法进行表面清洁，除去风力发电机叶片表面的附着物；
(2)抛丸处理：然后将风力发电机叶片表面做细粒径抛丸处理；
(3)热处理：将风力发电机叶片加热到950℃，然后风冷将温度降至200℃，接着再将加热到400℃保温3h后空冷至室温；
(4)喷釉固化：再用喷枪或喷雾器将釉料雾化喷到风力发电机叶片的表面，形成釉层，在干烘箱烘烤使釉层固化，其中釉层的厚度为60μm，烘烤温度为900℃，烘烤时间为1h。；
(5)PVD镀膜：固化过的风力发电机叶片进行PVD镀膜，在釉层的表面形成金属膜层、氧化物膜层、氮化物膜层。
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。

Claims (6)

1.一种耐腐蚀风力发电机叶片，其特征在于，由以下重量份数的物料制备而成：二硼化钛15-35份，氧化钛18-30份，三氧化铬18-40份，二氧化硅20-28份，氧化锌12-30份，碳化硅10-18份，三氧化二锰10-18份，氢氧化镍8-16份，氧化铁8-16份，氧化钴5-15份，氧化铜4-10份，氧化铍4-10份，三氧化钨4-10份，氧化镁2-8份；
其表面处理工艺为：
(1)表面清洁：首先将待处理的风力发电机叶片进行表面清洁，除去风力发电机叶片表面的附着物；
(2)抛丸处理：然后将风力发电机叶片表面做细粒径抛丸处理；
(3)热处理：将风力发电机叶片加热到850-950℃，然后风冷将温度降至100-200℃，接着再将加热到350-500℃保温2h-5h后空冷至室温；
(4)喷釉固化：再用喷枪或喷雾器将釉料雾化喷到风力发电机叶片的表面，形成釉层，在干烘箱烘烤使釉层固化；
(5)PVD镀膜：固化过的风力发电机叶片进行PVD镀膜，在釉层的表面形成膜层。
2.如权利要求1所述的耐腐蚀风力发电机叶片，其特征在于，由以下重量份数的物料制备而成：二硼化钛20-30份，氧化钛20-25份，三氧化铬20-35份，二氧化硅22-26份，氧化锌15-25份，碳化硅12-16份，三氧化二锰12-16份，氢氧化镍10-15份，氧化铁10-14份，氧化钴8-12份，氧化铜5-9份，氧化铍6-8份，三氧化钨6-8份，氧化镁4-6份。
3.如权利要求2所述的耐腐蚀风力发电机叶片，其特征在于，由以下重量份数的物料制备而成：二硼化钛20份，氧化钛22份，三氧化铬23份，二氧化硅24份，氧化锌16份，碳化硅14份，三氧化二锰14份，氢氧化镍13份，氧化铁12份，氧化钴8份，氧化铜5份，氧化铍7份，三氧化钨6份，氧化镁5份。
4.如权利要求1所述的耐腐蚀风力发电机叶片，其特征在于，所述的表面处理工艺步骤(1)中的表面清洁是采用抛光处理、磨砂处理、喷砂处理方法中的至少一种。
5.如权利要求1所述的耐腐蚀风力发电机叶片，其特征在于，所述的表面处理工艺步骤(3)中喷釉固化：其中釉层的厚度为30μm-90μm，烘烤温度为500℃-900℃，烘烤时间为0.5-1h。
6.如权利要求1所述的耐腐蚀风力发电机叶片，其特征在于，所述的表面处理工艺步骤(5)的PVD镀膜过程中，膜层为金属膜层、氧化物膜层、氮化物膜层中的任意一种或者两种以上的混合膜层。
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