[发明专利]用于热电偶的高硬耐磨镀层及耐磨热电偶的制备方法

说明书

本发明涉及镀膜技术领域，具体涉及一种用于热电偶的高硬耐磨镀层及耐磨热电偶的制备方法；所述的高硬耐磨镀层包括镀制在保护管外壁上，自内向外依次为二氧化锆层、氧化铝层和二氧化硅层；其中，二氧化锆的平均粒径为2～6μm；氧化铝的平均粒径为0.4～1.5μm；二氧化硅的平均粒径为50～100nm；本发明提供的高硬耐磨镀层，通过不同粒径的高硬颗粒物镀制到保护管外壁上，形成致密的耐磨镀层，有效的提高了该保护管外壁的硬度及耐磨效果。

技术领域

本发明涉及镀膜技术领域，具体涉及一种用于热电偶的高硬耐磨镀层及耐磨热电偶的制备方法。

背景技术

热电偶是中低温区最常用的一种温度检测器，基于测量准确度高、性能稳定的优点，热电偶广泛应用于工业测温，更是被制成标准的基准仪。热电偶的测温原理是热电效应，即两种不同材料的导体组成一个闭合回路时，若两接点的温度不同，则在该回路中会产生电动势，且热电偶回路中总热电动势的大小只与材料和接点温度有关，与热电偶的尺寸、形状没有关系。

一般来说，热电偶由热电极、绝缘套管、保护管和接线盒组成，其中，热电偶的工作端被焊接在一起，热电极之间需要用绝缘套管保护，根据测量温度的不同，绝缘套管的材质不同，具体来说，如在1000℃以下选用粘土质绝缘套管，在1300℃以下选用高铝绝缘套管，在1600℃以下选用刚玉绝缘套管；保护管的作用在于避免热电极直接与被测介质接触。它不仅可延长热电偶的使用寿命，还起到支撑和固定热电极，增强其强度的作用。

由于热电偶普遍用于水泥厂、发电厂循环硫化床锅炉、球磨机、磨煤机等环境较为恶劣的场所中，对其保护管的磨损较为严重，因此应用于这些场所的热电偶的保护管的耐磨性要求较高，现有技术中，有分体式结构的耐磨热电偶，在保护管的前端通过焊接的方式单独设置有耐磨头，但是这种环向的焊接可靠性较差，对于耐磨热电偶的使用寿命不高，为此，还是倾向于一体式的保护套管端部进行耐磨处理较为可靠，但是，作为现有技术中常用的一体式保护套管的成型方式，在一根细长的金属棒料上沿其长度方向钻设内孔供热电极放置，这样的工艺也较为复杂，成品率较低。

发明内容

针对现有技术中的问题，本发明的目的在于提供一种用于热电偶的高硬耐磨镀层，该镀层具有硬度高、厚度薄、抗磨损性能好的优点。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：一种用于热电偶的高硬耐磨镀层，包括镀制在保护管外壁上，自内向外依次为二氧化锆层、氧化铝层和二氧化硅层；其中，二氧化锆的平均粒径为2～6μm；氧化铝的平均粒径为0.4～1.5μm；二氧化硅的平均粒径为50～100nm。

本发明采用磁控溅射的方式在保护管用材料上沉积不同粒径且具有一定硬度的物质，形成致密的耐磨镀层。

具体的，以友威IN-LINE连续式溅镀机为溅镀设备，制程腔体内起始镀膜的真空度为5.0E-3Pa，连续线行程马达频率20Hz，采用连续镀膜的方式在保护管用材料表面沉积出致密的耐磨镀层；更具体的，溅镀的电源功率为380～500V，电流为2.5～4.5A。

进一步的，所述二氧化锆层的厚度为0.05～0.1mm，所述氧化铝层的厚度为0.05～1mm，所述二氧化硅层的厚度为0.1～0.5mm。

本发明还提供了一种耐磨热电偶的制备方法，其保护管外壁上设有上述高硬耐磨镀层，具体的制备步骤包括：

(1)采用磁控溅射的方式依次在带状的保护管用材料表面沉积二氧化锆层、氧化铝层和二氧化硅层；

(2)利用成型辊将步骤(1)中的镀层处理的带状保护管用材料卷曲成半管状，然后将两半管进成管机头定径对缝处理，侧缝焊接处理成金属圆管；

(3)缩径处理：通过热锻方法将步骤(2)中的金属圆管的一端进行缩径处理，使得所述金属圆管的热锻端密闭并形成致密的端头；