CN103658601A - 制作水泵过流件的组合物及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种制作水泵过流件的组合物及其方法，该组合物由白口铸铁和纳米二硫化钼构成。该组合物采用的纳米二硫化钼可提高水泵过流件的耐磨和耐腐蚀性能，且添加纳米二硫化钼的含量虽然较少，且还大大降低了铬、镍、铜和锰的含量，所以，该种水泵过流件的制作成本相对较低。

Description

制作水泵过流件的组合物及其方法

技术领域

本发明涉及一种制作水泵过流件的组合物和利用该组合物制作水泵过流件的方法。

背景技术

水泵是将液体抽送到设定扬程高度的设备，其工作原理是由叶轮高速旋转所产生的离心力的作用下，使叶轮流道里的液体被甩向四周，压入蜗壳后进入出水管，以将液体抽出。由此可见，水泵在工作的过程中，特别是抽渣浆液体的过程中，液体会对水泵的蜗壳和叶轮造成快速磨损，所以，水泵通常是由白口铸铁制成，以提高其使用寿命。所述的白口铸铁是断面承银白色的用于制作耐磨损部件的物料，在现有技术中，白口铸铁包括普通白口铸铁、低合金白口铸铁、中合金白口铸铁和高合金白口铸铁，其中的中合金白口铸铁和高合金白口铸铁的耐磨性能较为理想，所以，水泵通常中由中合金白口铸铁和高合金白口铸铁制成。其中的中合金白口铸铁主要包括镍硬白口铸铁、锰白口铸铁、锰钨白口铸铁、钨铬白口铸铁和中铬白口铸铁，虽然中合金白口铸铁具有韧性好和强度高的性能，但因铬为主要合金元素，如果其含量小于3%，其韧性较差，特别是钨和钼的价格较高，如果为降低成本，缩小钨和钼的含量，会影响其力学性能。高合金白口铸铁与中合金白口铸铁相比较主要是增加合金元素的含量，如高铬白口铸铁中添加12－20%的铬和3%左右的钼，以及铜等其它种类的合金，虽然其具有良好的耐磨性能，但其制作成本较高。

中国专利101302597A号公开的名称为“一种过共晶高铬白口铸铁及其制备方法”中采用的各种物料及含量为：3.0－4.5C，15－35Cr，0.5－1.5Ti，0.5－2.5Mn，0.001－0.5B，0.5－1.5Si。虽然该种高铬白口铸铁利用硼代替钼和铜，可降低制作成本，且添加钛来阻碍碳化物生长，即使初生的碳化物可细化，但因制作高铬白口铸铁的物料组合后不具有理想的化学稳定性和热稳定性，且润滑效果相对较差，所以，利用该种高铬白口铸铁制作水泵耐磨性能和耐磨蚀性能相对较差；同时因稀土的价格非常高，所以，其不会降低多少成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用纳米二硫化钼来提高耐磨和耐磨蚀性能以解决水泵易损坏问题的制作水泵过流件的组合物。

本发明的另一个目的是提供一种利用上述组合物制作水泵过流件的方法。

本发明所提出的制作水泵过流件的组合物由白口铸铁和纳米二硫化钼构成，且白口铸铁和纳米二硫化钼的质量百分比分别为99.7 -99.9%和0.1－0.3%。由于纳米二硫化钼是不溶于酸、碱、有机溶剂的固体粉未，且其化学稳定性和热稳定性非常好，比表面积大和表面活性高，所以，白口铸铁中加入纳米二硫化钼粉未使其表面具有很高的附着性和覆盖程度，用其制作的水泵过流件具有很好的耐磨和耐腐蚀性能，同时因纳米二硫化钼粉未可覆盖在水泵过流件的表面，且其含量含量在0.1%就能起到上述作用，而其含量大于0.3%，也不会提高水泵过流件多少性能，且制作成本会提高，所以，纳米二硫化钼粉未的含量在0.1－0.3%是较好的选择。

所述白口铸铁包括以下质量百分比的物料：碳2.7 -3.2%；硅0.3-0.6 %；锰0.7－1.2%；铬3-8%；磷0.02－0.05%；铜0.5-1.7%；镍0.4-2.0%；余量为铁和不可避免的杂质。所述白口铸铁中还包括质量百分比为0.3-2.2%的钼。白口铸铁中铬含量如果小于3%，会降低白口铸铁的硬度，如果大于8%，虽然会提高白口铸铁的硬度，但因有其价格也相对较高，且有二硫化钼粉未与其配合，即便硬度相对较低也不会降低水泵过流件的使用寿命；另外，该白口铸铁添加有二硫化钼粉未，可以降低镍、铜和锰的含量。

利用上述组合物制作水泵过流件的方法包括以下步骤：首先将白口铸铁加入到电炉内，并将电炉内的温度加热到1500－1570℃，然后将电炉内熔化的白口铸铁输入到中间包内，当中间包内的熔融态金属温度降低到1100－1182℃时，再将中间包内的熔融态金属和上述比例的纳米二硫化钼粉未分别同步地输入到过流件的模具内，当模具内的熔融态金属冷却后从中取出，经清磨毛剌和热处理后即制成水泵过流件。制作水泵过流件的模具首先将过流件模型放入砂箱内，然后利用混合配砂的设备进行绞砂，当流入砂箱内的砂型凝固后将模型从箱体中取出，再向砂型的表面刷涂料，然后合箱等待浇铸白口铸铁；在往砂型内（模具内）浇铸白口铸铁，同时将纳米二硫化钼粉未一起输入到的砂型内；所述热处理水泵过流件可采用硬化处理和软化处理两次处理方式，其中硬化处理温度在1050℃左右，时间在30－40小时，软化处理温度在850℃左右。所述水泵过流件包括水泵的叶轮和壳体，以及护板。

本发明所提出的组合物采用的纳米二硫化钼可提高水泵过流件耐磨和耐腐蚀性能，据检测，利用该种组合物制作的水泵过流件比用高合金白口铸铁制作的水泵过流件使用寿命能提高三倍以上；同时因添加纳米二硫化钼的含量虽然较少，且还大大降低了铬、镍、铜和锰的含量，所以，该种水泵过流件的制作成本相对较低；另外，因在浇铸水泵过流件的过程中，白口铸铁的温度在1100－1182℃之间，在该温度下加入纳米二硫化钼不会使其熔化，且纳米二硫化钼可覆盖在水泵过流件的表面，所以，添加少量也可提其耐磨性能和耐腐蚀性能。

具体实施方式：

实施例1

取白口铸铁997Kg和纳米二硫化钼3Kg，其中的白口铸铁可选用合金钢含以下百分比的物料：碳2.7 %；硅0.6 %；锰0.7%；铬8%；磷0.02%；铜0.5%；镍2.0%。在制作水泵过流件的过程中，首先将上述的白口铸铁加入到电炉内，然后将电炉内的温度加热到1500－1570℃，当电炉内的白口铸铁熔化后将其输入到中间包内，当中间包内的熔融态金属温度降低到1100－1182℃时，再将中间包内的熔融态金属输入到过流件的模具内，在输入熔融态金属的过程中，同步向过流件的模具内输入纳米二硫化钼，该纳米二硫化钼是指颗粒尺寸在1－100纳米之间，当模具内的熔融态金属冷却后从中取出，经清磨毛剌和热处理后即制成水泵过流件。清磨毛剌可采用砂轮清磨从模具中取出的水泵过流件上的毛剌；热处理包括硬化处理和软化处理两次处理过程，其中的硬化处理的温度在可控制在1050℃，时间在36小时左右，软化处理的温度在可控制在850℃，时间在120－180小时，软化处理后降温后即可制成水泵过流件，该水泵过流件包括叶轮、壳体和护板这三种部件。

实施例2

取白口铸铁999Kg和纳米二硫化钼1Kg，其中的白口铸铁可选用合金钢含以下百分比的物料：碳3.2 %；硅0.3 %；锰1.2%；铬3%；磷0.05%；铜1.7%；镍0.4%。按实施例1的方式制作水泵过流件。

实施例3

取白口铸铁998Kg和纳米二硫化钼2Kg，其中的白口铸铁可选用合金钢含以下百分比的物料：碳3.0 %；硅0.4 %；锰1.0%；铬5%；磷0.03%；铜1.2%；镍1.2%。按实施例1的方式制作水泵过流件。

实施例4

取白口铸铁997Kg和纳米二硫化钼3Kg，其中的白口铸铁可选用合金钢含以下百分比的物料：碳2.7 %；硅0.6 %；锰0.7%；铬8%；磷0.02%；铜0.5%；镍2.0%；钼0.3%。按实施例1的方式制作水泵过流件。

实施例5

取白口铸铁999Kg和纳米二硫化钼1Kg，其中的白口铸铁可选用合金钢含以下百分比的物料：碳3.2 %；硅0.3 %；锰1.2%；铬3%；磷0.05%；铜1.7%；镍0.4%；钼2.2%。按实施例1的方式制作水泵过流件。

实施例6

取白口铸铁998Kg和纳米二硫化钼2Kg，其中的白口铸铁可选用合金钢含以下百分比的物料：碳3.0 %；硅0.4 %；锰1.0%；铬5%；磷0.03%；铜1.2%；镍1.2%；钼1.5%。按实施例1的方式制作水泵过流件。

Claims (4)

1.制作水泵过流件的组合物，其特征在于：该组合物由白口铸铁和纳米二硫化钼构成，且白口铸铁和纳米二硫化钼的质量百分比分别为99.7 -99.9%和0.1－0.3%。

2.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于：所述白口铸铁包括以下质量百分比的物料：碳2.7 -3.2%；硅0.3-0.6 %；锰0.7－1.2%；铬3-8%；磷0.02－0.05%；铜0.5-1.7%；镍0.4-2.0%；余量为铁和不可避免的杂质。

3.根据权利要求2所述的组合物，其特征在于：所述白口铸铁中还包括质量百分比为0.3-2.2%的钼。

4.利用权利要求1或2或3所述的组合物制作水泵过流件的方法，其特征在于包括以下步骤：首先将白口铸铁加入到电炉内，并将电炉内的温度加热到1500－1570℃，然后将电炉内熔化的白口铸铁输入到中间包内，当中间包内的熔融态金属温度降低到1100－1182℃时，再将中间包内的熔融态金属和上述比例的纳米二硫化钼粉未分别同步地输入到过流件的模具内，当模具内的熔融态金属冷却后从中取出，经清磨毛剌和热处理后即制成水泵过流件。