螺纹表面改性方法及其特点

根据螺纹表面改性工艺，表面改性方法通常分为两大类：1.化学表面改性：采用表面化学反应法形成表面转化层，如磷化学，锌和等等。 2.电化学表面改性：采用电沉积法在螺纹表面电沉积与基体金属性能（如晶格参数）完全不同的金属涂层，如镀锌，镍，铜等。每种方法都有自己的特点，分别满足不同的使用目的。

1化学表面改性

1.1磷化

磷化技术通常用于提高钢表面的涂层性能。由于磷化膜钻孔螺纹之间具有防锈的过程，提高了涂层和基材的结合力双重作用，因此，在涂层中使用钢部件（如钢部件，车壳等）磷化预处理工艺。一些石油设备制造商试图在螺纹部件中使用磷化技术来提高其抗粘性能，实践表明磷化处理有利于提高螺纹的抗粘性能。

由于脆性磷酸盐膜的存在，粗大的结晶，经常剥离膜，并且在磷化生产过程中，较长的棒，管不便于磷化处理等问题，因此，磷化用于管件的防粘处理。另外，对磷化处理的棒材，管材料具有明显的选择性，如：碳钢基体易磷化，而合金钢，高铬钢，不锈钢（如超13铬等），镍基合金不易磷化处理。因此，只有依靠磷化工艺不能解决近年来的新发展，管材材料抗粘性扣问题。

1.2渗透锌

锌是一类化学热处理。镀锌技术在炼油（如原油分馏）工业中有较为常见的应用。填充在分馏塔（如秃头环，鞍状环等）中通常采用表面锌改性技术，以提高其抵抗硫化物腐蚀的能力。虽然表面锌渗透处理可以提高抗粘性能，但效果不明显。锌层的厚度太高（高达400Hv），易于划伤线表面，可能没有更好的抗粘效果是另一个重要原因。由于锌需要在高温炉中进行，它也不适合大管道的表面处理。

2电化学表面改性

2.1镀锌

镀锌技术被广泛用于防止钢部件中的腐蚀问题。使用镀锌技术进行线抗粘改性受锌浸渗技术灵感探索了高温密封油脂的新用途。然而，由于锌镀层的熔点低（419.5℃），所以在卸扣过程中产生的高温使锌镀层熔化，因此使用镀锌方法来提高镀层的抗粘附性能是不理想的线。

2.2镀镍

在金属表面处理领域，镀镍主要用作复合涂层的中间层，以提高部件的耐腐蚀性和耐磨性（如液压杆通常使用三层电镀技术，铜作为底层，镍作为中间层，表面层）。实践已经表明，在螺纹的表面上镀镍会限制其对紧固的抵抗力。然而，由于镍和铁属于同一族金属，它们的化学性质，晶格参数和铁类似于在高温环境下产生的钩环，容易促进镍与钢基体之间的扩散，相互熔融和粘附穿。因此，采用镀镍法提高棒材，管线抗粘性能，不能有很好的效果。

2.3镀铜

相反，铜层具有最好的抗粘性能。铜层作为线阻塞表面层的理论和实践可以追溯到机械动力传递摩擦副和轴的抗粘磨损理论的理论和应用。为了防止剪辑的现象，通常在轴承垫表面层的巴氏杀菌合金。虽然巴氏合金的硬度很低，但由于其良好的塑性，韧性，延展性，连续性和吸收磨料的能力，从而有效地提高了摩擦力之间的耐磨性能。然后成功地开发出了更好的耐粘附性和耐磨性的焊盘表面电镀铅锡合金技术，以及铅锡铜等三元合金，甚至多合金技术。但在螺纹卸扣过程中会产生高温，在高温条件下，不应使用这种低熔点的铅锡基二元或甚至多合金涂层。镀铜已成为首选涂层，以提高螺纹防粘性能的性能。由于铜层具有高熔点（1083℃），低硬度，良好的延展性和钢材的晶格参数差异很大，所以螺纹面铜是防止钻杆，油套螺纹胶套密封的理想解决方案脂肪。

目前，有三种主要的镀铜工艺：氰化铜镀，焦磷酸铜镀和酸性硫酸铜镀。但是氰化铜中毒，焦磷酸铜镀敷速度慢，酸性硫酸铜镀不好等问题存在，需要成功开发新线程镀铜工艺，以合理解决钻孔工具的防粘问题

西北工业大学成功的FJY系列快速，环保，中性刷铜基合金技术从根本上克服了传统铜电镀技术的不足，并支持铜层的成功开发，可以抑制变色技术和无腐蚀铜箔技术。 国内外多家钻机生产企业采用的结果表明，FJY系列刷铜基合金技术明显优于美国知名的棒材，管材制造企业 - 斯特林公司提供成套的螺纹刷 镀铜工艺。