本發明涉及壓縮機膜片，具體為一種高壽命隔膜壓縮機膜片的制備工藝。

背景技術：

1、隔膜壓縮機屬于容積式壓縮機，由膜片、進氣閥、排氣閥、進油機構、液壓調節機構等部分組成，其中膜片是壓縮機的重要零件之一。隔膜壓縮機的工作原理是通過液壓油帶動膜片，改變氣缸氣室的容積，并與吸氣閥、排氣閥協同工作，實現對氣體的吸入-壓縮-輸出。因其獨特的膜片結構，氣腔密封性好，隔絕了油液和氣體，被廣泛應用于壓縮壓力高、純凈度高、易燃易爆、有毒有害、強腐蝕性及密封要求較高的氣體，如氫氣等。

2、與普通的活塞式壓縮機相比，隔膜壓縮機在工作時其氣腔容積和氣腔壓力也在不斷調節，這種調節正是通過膜片做往復運動來實現的，因此，膜片的性能對壓縮機的工作性能有著很大的影響。在壓縮機工作過程中，由于液氣壓力的不同，膜片表面會受到交變負載的作用，進而發生彎曲變形，從而引起膜片的疲勞破壞；膜片在反復壓縮和釋放過程中還可能與其它部件接觸碰撞，造成膜片的變形或磨損，影響壓縮機工作搶的容積效率，進而影響壓縮機的進排氣狀態，甚至發生膜片斷裂的現象，造成設備的損失甚至更為嚴重的后果。

3、此外，在壓縮某些特定氣體時，膜片還會受到腐蝕或其他因素的影響，導致使用壽命的縮短。如在高壓氫環境中，由于氫原子在金屬材料內部聚集，通過一些作用機制導致材料脆化從而降低材料的韌性和延展性等力學性能最終導致膜片出現氫脆現象，引發疲勞裂紋加速擴展，最終導致膜片斷裂。

4、對于隔膜壓縮機能否安全穩定運行，膜片的使用壽命至關重要，目前我國制造的壓縮機膜片普遍的使用壽命一般為3～6個月，難以滿足連續生產的需求，因此，開發出高壽命的隔膜壓縮機膜片對減少設備的檢維修成本，提高裝置的生產效率，促進行業發展有著重要作用。

技術實現思路

1、本發明的目的在于提供一種高壽命隔膜壓縮機膜片的制備工藝，解決隔膜壓縮機膜片使用壽命短的問題。

2、為了解決上述技術問題，本發明提供如下技術方案：

3、一種高壽命隔膜壓縮機膜片的制備工藝，具體為：

4、步驟1：金屬膜片淬火后回火，經過打磨、拋光，用丙酮清洗表面，烘干，得到預處理好的膜片基體；

5、步驟2：在預處理好的膜片基體表面使用乙炔、氮氣、氫氣進行等離子體碳氮共滲處理，處理完成后回火，冷卻，得到共滲處理膜片；

6、步驟3：將復合粉末激光熔覆在共滲處理膜片表面，熔覆完成后進行激光重熔，得到激光熔覆膜片；

7、步驟4：將聚偏氟乙烯復合涂料噴涂到激光熔覆膜片表面，噴涂完成后固化，冷卻，得到高壽命隔膜壓縮機膜片。

8、作為本發明的限定，所述步驟1中，淬火溫度為850～950℃，淬火時間為0.8～1.2h，回火溫度為200～250℃，回火時間為20～40min。。

9、作為本發明的限定，所述步驟2中，乙炔流量為90～98sccm，氮氣流量為20～25sccm，氫氣流量為62～68sccm，先通入乙炔共滲1～3h，再通入氮氣和氫氣共滲0.5～1.5h。

10、作為本發明的限定，所述步驟2中，碳氮共滲時工藝參數為：爐內溫度為420～470℃，爐內壓力為300～400pa，脈沖電壓為620～680v，電流為18～22a。

11、作為本發明的限定，所述步驟3中復合粉末包括cocrni合金粉末、碳化鈦粉末和硼化鈦粉末，質量比為(65～75):(13～18):(13～18)。

12、作為本發明的限定，所述步驟3中，激光熔覆時的工藝參數為：激光功率900～1200w，光斑直徑2～3mm，粉末噴嘴垂直距離基材表面16～20mm，送粉速率10～12g/min，掃描速度1000～1400mm/min,氬氣流量為4～6l/min。

13、作為本發明的限定，所述步驟3中，激光重熔時的工藝參數為：激光功率為800～1000w，掃描速度為800～1200mm/min，光斑直徑為2～3mm，重熔溫度為420～480℃。

14、作為本發明的限定，所述步驟4中，聚偏氟乙烯復合涂料的制備方法為：

15、將氧化石墨烯與乙醇混合，攪拌均勻，超聲分散20～40min，得到氧化石墨烯乙醇溶液，向氧化石墨烯乙醇溶液中加入硅烷偶聯劑kh-550，在65～75℃、400～600rpm下反應3～5h，反應結束后過濾，用乙醇洗滌，干燥，得到硅烷化改性氧化石墨烯；

16、聚偏氟乙烯提前烘干，將硅烷化改性氧化石墨烯加入到n,n-二甲基甲酰胺中，在60～80℃下超聲分散80～100min，分散完成后，加入聚偏氟乙烯，攪拌均勻，超聲除去氣泡，得到聚偏氟乙烯復合涂料。

17、作為本發明的限定，聚偏氟乙烯復合涂料中，硅烷化改性氧化石墨烯、聚偏氟乙烯和n,n-二甲基甲酰胺的質量比為(0.5～1.5):(18～22):(77～83)。

18、與現有技術相比，本發明的有益效果是：

19、采用碳氮共滲技術形成的細小的碳化物或碳氮化物硬度高、耐腐蝕性好，能提高材料的耐磨、耐腐蝕性，還有助于增加粗糙度，有助于下一步加工強化的進行；

20、cocrni合金是一種中熵合金具備良好的塑性、耐磨性，比傳統合金的性能更加優異，激光熔覆得到的cocrni涂層的顯微組織主要由樹枝晶和等軸晶組成，激光熔覆快速凝固的特點使得元素分布均勻；加入碳化鈦和硼化鈦粉末后，晶粒得到了細化，且復合涂層由fcc單相轉變為fcc+tic+tib2多相，在細晶強化和彌散強化的作用下，材料的顯微硬度、耐磨性得以提高。

21、在聚偏氟乙烯中添加硅烷化改性氧化石墨烯能夠起到很好的阻氫作用，使用硅烷偶聯劑改性氧化石墨烯，能提高其與聚合物涂料的相容性；當氫分子接近其表面時，硅烷化改性氧化石墨烯能很好地捕捉并吸收氫原子的電子并與其成鍵，捕獲氫原子，從而降低材料中自由擴散氫的濃度，另外，硅烷化改性氧化石墨烯的六元環直徑非常小，結構中π鍵的密集電子云也能對隧穿電子形成斥力，可以有效地阻止氫原子的滲透，達到阻氫的目的。

技術特征：

1.一種高壽命隔膜壓縮機膜片的制備工藝，其特征在于：具體為：

2.根據權利要求1所述的一種高壽命隔膜壓縮機膜片的制備工藝，其特征在于：步驟1中，淬火溫度為850～950℃，淬火時間為0.8～1.2h，回火溫度為200～250℃，回火時間為20～40min。

3.根據權利要求1所述的一種高壽命隔膜壓縮機膜片的制備工藝，其特征在于：步驟2中，乙炔流量為90～98sccm，氮氣流量為20～25sccm，氫氣流量為62～68sccm，先通入乙炔共滲1～3h，再通入氮氣和氫氣共滲0.5～1.5h。

4.根據權利要求1所述的一種高壽命隔膜壓縮機膜片的制備工藝，其特征在于：步驟2中，碳氮共滲時工藝參數為：爐內溫度為420～470℃，爐內壓力為300～400pa，脈沖電壓為620～680v，電流為18～22a。

5.根據權利要求1所述的一種高壽命隔膜壓縮機膜片的制備工藝，其特征在于：步驟3中復合粉末包括cocrni合金粉末、碳化鈦粉末和硼化鈦粉末，質量比為(65～75):(13～18):(13～18)。

6.根據權利要求1所述的一種高壽命隔膜壓縮機膜片的制備工藝，其特征在于：步驟3中，激光熔覆時的工藝參數為：激光功率900～1200w，光斑直徑2～3mm，粉末噴嘴垂直距離基材表面16～20mm，送粉速率10～12g/min，掃描速度1000～1400mm/min,氬氣流量為4～6l/min。

7.根據權利要求1所述的一種高壽命隔膜壓縮機膜片的制備工藝，其特征在于：步驟3中，激光重熔時的工藝參數為：激光功率為800～1000w，掃描速度為800～1200mm/min，光斑直徑為2～3mm，重熔溫度為420～480℃。

8.根據權利要求1所述的一種高壽命隔膜壓縮機膜片的制備工藝，其特征在于：步驟4中，聚偏氟乙烯復合涂料的制備方法為：

9.根據權利要求8所述的一種用于玻璃纖維的增強型浸潤劑的制備方法，其特征在于：聚偏氟乙烯復合涂料中，硅烷化改性氧化石墨烯、聚偏氟乙烯和n,n-二甲基甲酰胺的質量比為(0.5～1.5):(18～22):(77～83)。

技術總結
本發明涉及壓縮機膜片技術領域，具體公開了一種高壽命隔膜壓縮機膜片的制備工藝，在金屬膜片表面經過碳氮共滲、激光熔覆、涂膜等加工方式加工后，制得了高壽命隔膜壓縮機膜片，該膜片表面光滑、具有良好的耐腐蝕性和阻氫性能，滿足壓縮機行業發展的需求。

技術研發人員：吳厚霖,鄭優綠,林婷,林海,邱華錦,蔡佳怡,黃文龍,邵維佳,相文強,陳濤
受保護的技術使用者：福建林業職業技術學院
技術研發日：
技術公布日：2025/4/28