CN105803385B

CN105803385B - 用于蒸汽环境的阀门及其表面处理方法

Info

Publication number: CN105803385B
Application number: CN201410855840.6A
Authority: CN
Inventors: 李长鹏; 段瑞春
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 2014-12-31
Filing date: 2014-12-31
Publication date: 2018-11-06
Anticipated expiration: 2034-12-31
Also published as: CN105803385A

Abstract

本发明提供了一种在蒸汽环境中使用的阀门的表面处理方法，所述阀门包括：第一腔室(10)，第二腔室(20)和阀杆(22)，其中第二腔室(20)中设有用于锁定阀杆(22)的锁定部件(23)和用于容纳锁定部件(23)的孔腔(25)，锁定部件(23)可在孔腔(25)中运动至两个位置，在第一位置与阀杆(22)接合，实现锁定阀杆(22)；在第二位置距离阀杆(22)一定间隙，实现松开阀杆(22)，所述方法包括：对阀杆(22)和锁定部件(23)的表面依次进行碳氮化处理和铬化处理。采用本发明的表面处理方法获得的阀门能够显著改善耐腐蚀性和耐磨性，从而避免由于生锈等问题导致的故障，而且能够节约成本。

Description

用于蒸汽环境的阀门及其表面处理方法

技术领域

本发明属于阀门的表面处理领域，特别涉及阀门的耐腐蚀耐磨表面层的形成。

背景技术

用于蒸汽环境的阀门的防锈是其设计和使用中的重要问题。当将阀门中的组件暴露至高的工作温度水蒸汽且甚至腐蚀性环境时，其可能变得严重生锈。一方面，组件生锈将因其所导致的表面缺陷而影响工作寿命。更严重地，生锈也可影响组件的正常移动，从而导致阀门甚至其所在系统出现故障。一个典型实例为蒸汽涡轮机速关阀系统中的移动组件。为了避免汽轮机系统的过速旋转或其它非正常操作，作为关键性的安全保护组件，速关阀将速关以将蒸汽流快速闭合至涡轮机内，从而避免蒸汽涡轮机系统的毁坏性损伤或甚至人员受伤。

对于速关阀或节流阀，要达到成功的阀速关，必须保证锁定部件的平滑旋转和阀杆的自由移动。但是，如果发生蒸汽密封的故障，那么锁定部件或相邻组件将被暴露至高温水蒸汽与氧的混合物，且会在非常短的时间周期内严重生锈。考虑到在锁定部件与孔腔间仅有小至0.01mm的细小空间，组件生锈很可能会阻碍锁定部件的正常旋转，并因此造成速关阀的故障。已报道过由于速关阀故障的蒸汽涡轮机的损伤所带来的严重意外事故。

现有技术中，抗腐蚀能力可以通过高浓度铬(例如不锈钢)来改善。然而，高浓度铬会导致较高的材料成本，因此并不具有成本效率。而且，高铬化温度会导致组件的变形。同时保持所要的延展性、耐腐蚀性和耐磨性，需要开发针对锁定部件和相邻组件两者的先进的表面处理。但在高温水蒸汽与氧的混合物下的长时间移动性仍具挑战性，且也涉及组件成本的增加。

另外，对于阀腔壳体中邻近锁定部件的孔腔(具有与锁定部件匹配的凹陷表面的组件)，通常由铸铁(例如HT-200)制成，其复杂形状和对于0.01mm的细小空间的高度需求使其更难进行包括陶瓷涂层的热喷雾、电镀、PTFE涂敷等的表面处理。并且温度超过250℃的工作条件也使得PTFE不适用于此项应用。

发明内容

为了避免由于生锈导致的金属部件故障，本发明提供了一种用于在蒸汽环境中使用的阀门的表面处理方法，所述阀门包括：第一腔室10，内设有阀盘11 和蒸汽通道12；第二腔室20，和阀杆22，包括：第一端221，位于第二腔室20 内；和第二端222，位于第一腔室10内，与阀盘11连接，并可驱动阀盘11开启或关闭蒸汽通道12；其中第二腔室20中设有用于锁定阀杆22的锁定部件23 和用于容纳锁定部件23的孔腔25，锁定部件23可在孔腔25中运动至两个位置，在第一位置与阀杆22接合，实现锁定阀杆22；在第二位置距离阀杆22一定间隙，实现松开阀杆22，所述方法包括：对阀杆22和锁定部件23的表面依次进行碳氮化处理和铬化处理。

碳氮化处理后再进行铬化处理能够得到与富Cr钢差不多的耐腐蚀性和耐磨性，但是不需要采用昂贵的富Cr钢材料替换，从而大大降低了该组件的成本。此外，通过碳氮化预处理之后再进行铬化处理，可以使铬化能够达到足够的处理深度(例如100至300微米)。再进一步地，碳氮化预处理之后，可以在较低温度下进行铬化处理，例如高于等于500℃至低于800℃，优选500至750℃，而没有碳氮化预处理的情况下，要得到较深的铬化深度，需要至少800℃。降低的处理温度能够进一步避免高温处理可能导致的金属部件的变形。在一个优选的实施方式中，所述铬化处理温度为550-700℃。降低的处理温度不但能够避免可能的组件的变形，还能够进一步降低成本。

在一个优选的实施方式中，在所述铬化处理之后进一步进行氮化处理。在铬化处理之后的氮化处理能够进一步改善涂层的硬度、稳定性、耐腐蚀性和耐磨性，并且由于氮化层下面直接接触的是铬化层，而不会产生由于氮化处理期间形成的晶界通道导致的氧化和生锈。

在一个优选的实施方式中，阀杆22外进一步设有衬套29，锁定部件23通过锁定衬套29实现对阀杆22的锁定，并且进一步对所述衬套的表面依次进行碳氮化处理和铬化处理，更优选进一步氮化处理。具体而言，衬套29与阀杆22 相互固定，可以在衬套29上形成与锁定部件23配合的沟槽，以使得锁定部件能够锁定阀杆，从而避免了在阀杆上直接形成沟槽而降低其机械强度的影响。而在没有衬套的情况下，需要在阀杆上产生与锁定部件23配合的沟槽，以形成锁定部件对阀杆的锁定。

在一个优选的实施方式中，所述方法进一步包括：对孔腔25与锁定部件23 配合的内表面，通过化学镀形成Ni-P合金涂层。在一个优选的实施方式中，第二腔室20与阀杆22配合的内表面也经过化学镀形成Ni-P合金涂层。对于具有凹陷表面的组件或复杂形状的组件，例如孔腔25、弹簧282、壳体21内表面和齿轮30等，上述铬化处理可能难以实施。而对于阀门的防锈来说，由于互相配合的组件(例如锁定部件23和孔腔25)之间间隙很小(小至0.01mm)，所以任何一方生锈都有可能造成阀门的故障。因此，在本发明的一个优选方案中，对孔腔25与锁定部件23配合的内表面采用了化学镀进行Ni-P合金涂层来对其进行表面处理，以使其与锁定部件23的接触面上避免生锈。Ni-P合金涂层能够改善孔腔内表面和壳体内表面等组件的耐腐蚀性和耐磨性。并且，本发明所采用的化学镀工艺能够制备出具有均匀的质量和均匀的厚度的涂层，即使是具有复杂结构的组件(如孔腔内表面、第二腔室与阀杆配合的表面、齿轮等)，其表面的涂层厚度和质量仍然可以非常均匀。研究表明，在干燥和润滑的条件下，化学镀的Ni-P合金涂层能够达到硬铬的耐磨性。并且Ni-P合金涂层足以对抗水蒸汽环境带来的腐蚀，从而为上述表面带来足够的耐腐蚀性。

在一个优选的实施方式中，在形成所述Ni-P合金涂层的化学镀的镀液中添加固体润滑剂颗粒。固体润滑剂能够进一步提高金属部件的耐腐蚀性和耐磨性。出于对使用环境即高温水蒸汽工作条件的考虑，本发明优选的固体润滑剂为 CaF₂或氟化石墨。相对于常规的MoS₂润滑剂，在水蒸汽导致的湿环境下，CaF₂或氟化石墨具有更小的摩擦系数。

在一个优选的实施方式中，所述固体润滑剂颗粒(例如CaF₂)的粒径小于 8微米，含量为基于Ni-P合金涂层重量的3～6wt％。固体润滑剂的作用在于在合金涂层中形成自润滑复合镀层，粒径如果过大，可能会使自润滑复合镀层的摩擦系数较大。小于8微米的润滑剂颗粒得到的自润滑复合镀层具有更低的摩擦系数。另外，固体润滑剂的量如果过大，可能会影响Ni-P合金涂层的稳定性，而如果过小，则可能起不到润滑层的技术效果。在本发明中，优选固体润滑剂颗粒含量为基于Ni-P合金涂层重量的3～6wt％，以得到更加稳定、耐磨性能更好的Ni-P合金涂层。

在一个优选的实施方式中，所述阀门为速关阀。速关阀的工作环境处于高温水蒸汽中，正是由于这种工作环境，导致其易于生锈。而速关阀的生锈对于整个系统来说，会导致严重的安全问题，因此，本发明的方法特别适用于速关阀系统。

本发明还提供了一种在蒸汽环境中使用的阀门，包括：

其中，所述化学镀的镀液中进一步包含固体润滑剂，优选CaF₂或氟化石墨。此类固体润滑剂加入后能够形成自润滑复合镀层，其具有镀层温度适应范围宽，耐负荷性能较高，润滑性能稳定等优点，能够应用在高真空、有机溶剂、蒸汽、强碱、酸性介质中。并且，相对于常规的MoS₂润滑剂，在水蒸汽导致的湿环境下，CaF₂或氟化石墨具有更小的摩擦系数。

在一个进一步优选的实施方式中，所述固体润滑剂颗粒的粒径小于8微米，含量为基于所述Ni-P合金涂层重量的3-6wt％。小于8微米的固体润滑剂颗粒能够得到具有更低的摩擦系数的自润滑复合镀层。另外，固体润滑剂的量如果过大，可能会影响Ni-P合金涂层的稳定性，而如果过小，则可能起不到润滑层的技术效果。在本发明中，优选固体润滑剂颗粒含量为基于Ni-P合金涂层重量的 3～6wt％，得到更加稳定、耐磨性能更好的Ni-P合金涂层。

附图说明

图1为根据本发明一个实施方式的阀门的结构示意图；

图2为根据本发明一个优选实施方式的阀门的结构示意图；

图3为根据本发明一个实施方式的锁定部件及阀杆22的表面处理过程示意图，其中图3A为处理前的阀杆22横切面示意图，图3B为进行碳氮化之后的阀杆22横切面示意图，图3C为进一步铬化后的阀杆22横切面示意图，图3D为进一步氮化后的阀杆22横切面示意图；

图4为具有Ni-P合金涂层和不具有该涂层的碳钢的腐蚀率的比较图；

图5为根据本发明的一个实施方式用化学镀的方法在孔腔25内表面上形成 Ni-P-CaF₂保护层的示意图，其中图5A为处理前的孔腔25横切面示意图，图5B 为形成Ni-P-CaF₂保护层之后的孔腔25横切面示意图。

图中各个部件的名称和编号列表：

第一腔室10，阀盘11，蒸汽通道12，第二腔室20，壳体21，孔腔25，密封件27，阀杆22，阀杆的第一端221，阀杆的第二端222，锁定部件23，衬套 29，弹簧组件28，弹簧座281，弹簧282，齿轮30，手轮50。

其中图1和图2中25为孔腔的横截面示意图，孔腔25容纳锁定部件23，使得锁定部件23可以在孔腔25中自由转动，并且锁定部件23可从孔腔中伸出一部分与阀杆22或衬套29上的凹槽卡接，从而实现对阀杆22的锁定。

具体实施方式

对于阀门，防锈始终是必须满足的重要条件之一。特别是对于用于蒸汽环境中的阀门(参见图1和图2)，例如速关阀，其移动组件之间的间隙甚至小至 0.01mm，一旦生锈，就会导致其移动受阻，造成整个系统的故障。此外，由于其工作的高温水蒸汽环境，速关阀对于防锈的要求更高。

相对于直接在移动组件形成氮化层，本发明的表面处理得到的防锈层耐腐蚀性更好，而且更加稳定。Fe₂-3N相非常脆，且因此通过低含量来控制的可控性比较差，或容易经由表面抛光而移除。而且，与无氮化处理的相同金属相比，氮化的金属具有减小的耐蚀性，这归因于沿着在氮化工艺期间形成的晶界的通道，可经由氧对氮的替换而加速氧化和生锈。

在本发明公开的内容中，设计出不同的表面处理方法分别用于阀门的不同组件：对于能够进行碳氮化和铬化的组件，例如阀杆22和锁定部件23，依次进行碳氮化和铬化的表面处理；而对于由于结构需要不能进行碳氮化和铬化的组件，例如孔腔25、齿轮30和第二腔室20，利用化学镀形成Ni-P合金涂层，从而使得阀门中的移动组件可以在保持高耐磨性的同时改善耐腐蚀性。特别是对于速关阀或节流阀，本发明提供了简单且廉价解决方案来避免关键组件的生锈，避免了高昂的材料替换成本。

对于锁定部件、阀杆以及阀杆上的衬套，可选择表面铬化来改善耐腐蚀性。但是，不像常规具有高处理温度的常规铬化工艺，本发明中这些组件首先用碳氮化工艺来处理以促进后续的铬化过程，先进行碳氮化工艺能够加速铬化过程，以得到足够的铬化深度，从而保证其耐腐蚀性和稳定性，同时还能降低铬化处理温度。进一步的短时等离子体氮化处理能够进一步提高铬化层的稳定性，并改善均匀性，并进一步提高耐腐蚀性和耐磨性，参见图3A至图3D。

考虑到邻近锁定部件或阀杆的部件(例如孔腔25、齿轮30或第二腔室壳体 21中与阀杆匹配部分)的复杂形状，可以采用化学镀的不同表面处理方法。可选择具有的耐腐蚀性和耐磨性甚至高于电镀Cr层的Ni-P合金。Ni-P合金保护层的强耐腐蚀性如图4所示，在氧饱和水中，Ni-P合金呈现极度降低的腐蚀率。即使是非常复杂的结构，化学镀层也可呈现出均匀的厚度和质量。化学镀镍的镍利用率高，并且具有“无孔不入”的特点，无论结构多么复杂，只要镀液能够接触到，就有镀层覆盖，不存在电镀中因电力分布不均而造成的深镀能力和分散差的问题。即使是镀件的盲孔、管道和缝隙的内表面，也能够得到均匀的镀层。通过稳定可控的镀层速度，镀层的整体厚度也能够良好控制在20至300 μm的范围内，以满足0.01mm的细小空隙的高度需求。为了降低镀层的脆度同时保持足够高的耐腐蚀性和耐磨性，可以选择具有5-10wt％P的Ni-P合金用于化学镀，随后进行温度低于300℃的热处理。

另外的固体润滑剂能够用于进一步提高耐腐蚀性和耐磨性。常规的MoS₂润滑剂在湿环境下会呈现提高的摩擦系数，特别是暴露于水蒸汽时。考虑到这一点，本发明的优选实施方式中采用了Ni-P合金与CaF₂固体润滑剂颗粒的组合，该润滑剂颗粒的粒径小于8微米，含量为3-6wt％，通过上述化学镀的镀液中加入该润滑剂，将该组合形成到HT-200组件上。所制得的Ni-P-CaF₂涂层能够呈现出优异的耐腐蚀性，而且即使在高于550℃的温度下也具有良好的润滑特性。该涂层的示意图参见图5。

本发明设计的表面处理方法不仅能够用来避免速关阀的故障，还能够用来避免其他组件在高温水蒸气工作条件下的生锈，特别是移动组件，例如齿键等。

下文中结合具体实施例对本发明的实施方式进行示例性描述，但是这些实施例并不意味着任何程度对本发明的限定。

实施例1

选用速关阀的锁定部件、阀杆和衬套，对其依次进行下述处理：

1、碳氮化。该锁定部件、阀杆和衬套采用离子碳氮共渗工艺进行表面碳氮化，从而可以在较低温度下达到需要的碳氮化深度。设备采用具有辉光放电装置的真空炉，渗氮气氛采用氨气，渗碳介质可选用丙酮或丙烷。具体处理参数范围：电压600～900V，气压50～200Pa，温度500～600℃，处理时间为5～20小时。

2、铬化。渗铬采用氯化盐浴渗铬工艺，主要成分为CaCl₂，NaCl,CrCl₃,铁粉和铬粉。盐浴温度采用500-750℃，处理时间为5～20小时。

3、氮化。采用具有辉光放电装置的真空炉进行离子氮化，渗氮气氛采用氨气。具体处理参数范围：电压400～800V，气压300～600Pa，温度450～650℃，处理时间为1～3小时。

实施例2

对于用铸铁一次成型的与锁定部件对应的孔腔内表面，进行Ni-P化学镀涂层处理。化学镀液组成为：NiSO₄.6H₂O(10～30g/L),NaH₂PO₂.2H₂O(15～30g/L), HBO₃(10～20g/L),乳酸(10～30ml/L)，KIO₃(2～3mg/L)，和CaF₂粉末。镀液的pH值范围可选择为4.5～5.5，温度80～90℃，CaF₂的含量3-6wt％。其中CaF₂粉末要求平均粒径小于8微米，优选小于2微米。处理时间根据要求的镀层厚度和镀速决定，镀速大约为10～30微米/小时。

对比例1

选用阀杆和锁定部件，直接进行铬化处理，处理温度850℃。

对比例2

选用阀杆和锁定部件，直接进行氮化处理。

防锈结果检测

在模拟工作环境的高温水蒸汽500-550℃下，150-500小时，检测防锈的效果。结果如表1所示。

表1

对比例1由于直接进行铬化，不但铬化温度较高，相同时间内其铬化深度低于20至50微米，远远低于本发明的铬化深度(100至300微米)，同时也不足以对抗高温水蒸汽的腐蚀，导致部件生锈。

对比例2由于脆性较大，而且由于沿着氮化工艺期间形成的晶界的通道，经由氧对氮的替换而加速氧化和生锈，呈现较差的耐腐蚀和耐磨性能。

而本发明实施例1和2不但成本较低，还呈现较高的耐腐蚀性和耐磨性能。

将实施例1和2分别得到的阀杆、锁定部件和孔腔一起，与阀门的其他组成部件一起组装成阀门.该阀门包含：第一腔室10，内设有阀盘11和蒸汽通道 12；第二腔室20，包括壳体21和固定在壳体21上的密封件27，密封件27用于隔离第一腔室10和第二腔室20，阀杆22，包括：第一端221，位于第二腔室 20内；和第二端222，位于第一腔室10内，与阀盘11连接，并可驱动阀盘11 开启或关闭蒸汽通道12；其中第二腔室20中设有用于锁定阀杆22的锁定部件 23和用于容纳锁定部件23的孔腔25，锁定部件23可在孔腔25中运动至两个位置，在第一位置与阀杆22接合，实现锁定阀杆22；在第二位置距离阀杆22 一定间隙，实现松开阀杆22，其中，阀杆22和锁定部件23的表面为经碳氮化、铬化和氮化依次处理后的表面，孔腔25内表面为通过化学镀形成Ni-P-CaF₂合金涂层的内表面。

在此阀门中间隙小至0.01mm的锁定部件和孔腔均为表面处理过的耐腐蚀耐磨表面，因此能够在蒸汽环境中工作较长时间而不会生锈，也不会导致阀门的故障。另外，阀杆的防锈处理也避免了其生锈导致的意外锁死，避免了阀门的故障。经由本发明处理的阀门避免了现有技术最容易发生的生锈导致的故障。

由上述结果可知，本发明的技术方案不但节省了成本，还进一步提高了金属部件，特别的移动组件的耐腐蚀性和耐磨性。本发明的优点可总结如下：

1、本发明涉及的方案能够显著改善阀门，特别是阀门组件的耐腐蚀性和耐磨性，从而避免可能的阀门(例如速关阀)故障；

2、本发明的方案不会涉及用昂贵的富Cr钢替换材料；

3、本发明通过具有预碳氮化处理的表面铬化来对锁定部件和阀杆部件进行表面处理，从而能够得到足够的处理深度；

4、本发明的表面铬化还能够降低处理温度，以避免可能的组件变形；

5、本发明的具有后续后氮化的表面铬化能够进一步改善稳定性和性能；

6、本发明的化学镀Ni-P合金能够改善铸铁组件的耐腐蚀性和耐磨性；

7、本发明的化学镀工艺能够用于制备具有均匀质量均匀厚度的保护涂层，即使在复杂结构中也可得到均匀涂层；

8、本发明利用CaF₂润滑颗粒形成的复合镀层能够同时呈现优异的耐腐蚀性和良好的润滑性能；

9、本发明的表面处理方法不仅能够用于避免阀门(例如速关阀)的故障，还能够用于避免其他组件，特别是移动组件在高温水蒸汽工作条件下生锈。

上文通过附图和优选实施例对本发明进行了详细展示和说明，然而本发明不限于这些已揭示的实施例，本领域技术人员从中推导出来的其他方案也在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种在蒸汽环境中使用的阀门的表面处理方法，所述阀门包括：

第一腔室(10)，内设有阀盘(11)和蒸汽通道(12)；

第二腔室(20)，和

阀杆(22)，包括：第一端(221)，位于第二腔室(20)内；和第二端(222)，位于第一腔室(10)内，与阀盘(11)连接，并可驱动阀盘(11)开启或关闭蒸汽通道(12)；

其中第二腔室(20)中设有用于锁定阀杆(22)的锁定部件(23)和用于容纳锁定部件(23)的孔腔(25)，锁定部件(23)可在孔腔(25)中运动至两个位置，在第一位置与阀杆(22)接合，实现锁定阀杆(22)；在第二位置距离阀杆(22)一定间隙，实现松开阀杆(22)，所述方法包括：

对阀杆(22)和锁定部件(23)的表面依次进行碳氮化处理和铬化处理，并且，对孔腔(25)与锁定部件(23)配合的内表面通过化学镀形成Ni-P合金涂层。

2.如权利要求1所述的表面处理方法，其中所述铬化处理之后进一步进行氮化处理。

3.如权利要求1所述的表面处理方法，其中所述阀杆(22)外还设有衬套(29)，锁定部件(23)通过锁定衬套(29)实现对阀杆(22)的锁定，所述方法进一步包括对衬套(29)的表面依次进行碳氮化处理和铬化处理。

4.如权利要求1所述的表面处理方法，其中所述铬化处理温度范围为大于等于500℃至低于800℃。

5.如权利要求1所述的表面处理方法，进一步包括对第二腔室(20)与阀杆(22)配合的内表面通过化学镀形成Ni-P合金涂层。

6.如权利要求1所述的表面处理方法，其中在所述化学镀的镀液中添加固体润滑剂颗粒。

7.如权利要求6所述的表面处理方法，其中所述固体润滑剂颗粒的粒径小于8微米，含量为基于Ni-P合金涂层重量的3-6wt％。

8.如权利要求6或7所述的表面处理方法，其中所述固体润滑剂为CaF₂或氟化石墨。

9.一种在蒸汽环境中使用的阀门，包括：

第一腔室(10)，内设有阀盘(11)和蒸汽通道(12)；

第二腔室(20)，包括壳体(21)和固定在壳体(21)上的密封件(27)，密封件(27)用于隔离第一腔室(10)和第二腔室(20)，

其中第二腔室(20)中设有用于锁定阀杆(22)的锁定部件(23)和用于容纳锁定部件(23)的孔腔(25)，锁定部件(23)可在孔腔(25)中运动至两个位置，在第一位置与阀杆(22)接合，实现锁定阀杆(22)；在第二位置距离阀杆(22)一定间隙，实现松开阀杆(22)，

其中，阀杆(22)和锁定部件(23)的表面为经碳氮化和铬化依次处理后的表面，并且，对孔腔(25)与锁定部件(23)配合的内表面通过化学镀形成Ni-P合金涂层。

10.如权利要求9所述的阀门，其中阀杆(22)和锁定部件(23)的表面为进一步被氮化处理后的表面。

11.如权利要求9所述的阀门，其中阀杆(22)外还设有衬套(29)，锁定部件(23)通过锁定衬套(29)实现对阀杆(22)的锁定，并且衬套(29)表面为经碳氮化和铬化依次处理后的表面。

12.如权利要求9所述的阀门，其中，与锁定部件(23)配合的孔腔(25)内表面具有Ni-P合金涂层。

13.如权利要求12所述的阀门，其中与阀杆(22)配合的第二腔室(20)的内表面具有Ni-P合金涂层。

14.如权利要求12或13所述的阀门，其中所述Ni-P合金涂层中包含固体润滑剂。

15.如权利要求14所述的阀门，其中所述固体润滑剂为CaF₂或氟化石墨。

16.如权利要求14所述的阀门，其中所述固体润滑剂颗粒的粒径小于8微米，含量为基于所述Ni-P合金涂层重量的3-6wt％。