CN106086523A - 一种防腐耐高温防垢成本低的叶轮式消防泵 - Google Patents

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Abstract

一种防腐耐高温防垢成本低的叶轮式消防泵，其包括一泵体和安装于所述泵体内部的叶轮，所述叶轮包括镍基合金叶轮本体和叶轮本体外碳化锆系陶瓷材料层；泵体包括：铜合金泵体、泵体外表面的碳化钨系陶瓷材料层和泵体内表面的氧化铝系陶瓷材料层，通过在铜合金和镍合金表面涂覆陶瓷材料，提高材料的防腐、耐高温、防垢性能。

Description

一种防腐耐高温防垢成本低的叶轮式消防泵
技术领域
本发明涉一种叶轮式消防泵，属于消防设备技术领域。
背景技术
从应用领域讲，消防泵主要安装在消防车、固定灭火系统或其它消防设施上，用作输送水或泡沫溶液等液体灭火剂的专用泵消防上用的泵，可根据不同的分类方式分为不同的种类。以它全密封、无泄漏、耐腐蚀的特点，能够广泛用于环保、水处理、消防等部门用来抽送各类液体，而其运行噪音较大对泵的腐蚀也较快。因此，针对以上方面，需要对现有技术进行合理的改进。
发明内容
本发明就是针对上述问题而提出的一种防腐、耐高温、防垢、成本低的叶轮式消防泵：
一种叶轮式消防泵，其包括一泵体和安装于所述泵体内部的叶轮，所述叶轮包括镍基合金叶轮本体和叶轮本体外碳化锆系陶瓷材料层；泵体包括：铜合金泵体、泵体外表面的碳化钨系陶瓷材料层和泵体内表面的氧化铝系陶瓷材料层，
其特征在于，镍基合金叶轮本体化学组成为（重量）：Cr：12.7﹪，Mo：8.8﹪，Cu：4.9﹪，V：2.7﹪，W：0.76﹪，Mn：0.47﹪，Ti：0.18﹪，Fe：0.086﹪，Mg：0.066﹪，Sn：0.047﹪，Sb：0.028﹪，Cd：0.018﹪，Bi：0.019﹪，余量为Ni及不可避免的杂质；
镍基合金叶轮本体制备方法：包括以下步骤：按照上述比例配制合金，原料熔炼、浇注，脱模后，得到的叶轮进行热处理：首先将叶轮进行加热，升温至900℃，升温速率150℃/小时，保温5小时，后降温至700℃，降温速率50℃/小时，保温4小时，后升温至800℃，升温速率100℃/小时，保温2小时，后再次降温至500℃，降温速率75℃/小时，保温3小时，后再次降温至300℃，降温速率50℃/小时，保温3小时，后空冷至室温，
之后对叶轮表面进行酸洗和钝化处理，其中：
酸洗液组成为（重量）：采取氢氟酸26份，烷基咪唑啉季铵盐14份，硫脲5.9份，磷酸4份；羟基乙酸1.8份，乙二胺1.7份、水100份；
钝化液组成为（重量）：硫酸24份，亚硝酸钠14份， 2-(3，4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷14份，聚酰亚胺4份，碳酸钠9份，氟硼酸钠4份，缓冲剂2.7份，水200份；
对钝化后叶轮外表面进行涂覆碳化锆系陶瓷材料；通过涂覆在叶轮外表面形成碳化锆系陶瓷材料层，碳化锆系陶瓷材料层厚度0.4mm，碳化锆系陶瓷材料层包括（重量）：碳化锆37份，碳化钨25份，氮化钛19份，氧化钛18份，碳化铬10份，将涂覆后的叶轮进行加热，升温至800℃，升温速率100℃/小时，保温6小时，后降温至500℃，降温速率40℃/小时，保温5小时，后再次降温至200℃，降温速率25℃/小时，保温4小时，后空冷至室温，得到最终叶轮，
铜合金泵体化学组成为（重量）：Al：11.7﹪、Mg：8.8﹪、Si：5.9﹪、Zn：4.7﹪、Ti：0.86﹪、Zr：0.66﹪，Co：0.37﹪、Fe：0.17﹪，V：0.078﹪、Y：0.058﹪、Ni： 0.077﹪、Mn ：0.036﹪，B：0.017﹪，余量为Cu以及不可避免的杂质；
铜合金泵体制备方法：包括以下步骤：按照上述比例配制合金，原料熔炼、浇注；脱模后，得到的泵体进行热处理：首先将泵体进行加热，升温至650℃，升温速率50℃/小时，保温3小时，后降温至450℃，降温速率75℃/小时，保温4小时，后升温至600℃，升温速率100℃/小时，保温6小时，后再次降温至400℃，降温速率75℃/小时，保温5小时，后再次降温至200℃，降温速率30℃/小时，保温7小时，后空冷至室温，
之后对泵体表面进行酸洗和钝化处理，其中：
酸洗液组成为（重量）：采取丙酸57份，36.5%的HCL 18份，烷基咪唑啉季铵盐5.8份，98%浓H2SO4 2.7份，乙二胺1.9份、水300份；
钝化液组成为（重量）：2-(3，4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷56份，N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷28份，硫酸14份，聚酰亚胺4份，氟硼酸钠4份，二烷基二硫代磷酸氧钼2.8份，水58份；
对钝化后泵体外表面进行涂覆碳化钨系陶瓷材料；通过涂覆在泵体外表面形成碳化钨系陶瓷材料层，碳化钨系陶瓷材料层厚度0.6mm，碳化钨系陶瓷材料层包括（重量）：碳化钨59份，氮化钛38份，碳化硅14份，碳化铬5份，氧化钛2.7份，将涂覆后的泵体进行加热，升温至700℃，升温速率150℃/小时，保温6小时，后降温至500℃，降温速率50℃/小时，保温5小时，后再次降温至300℃，降温速率75℃/小时，保温10小时，后空冷至室温，
之后对泵体内表面进行涂覆氧化铝系陶瓷材料；通过涂覆在泵体内表面形成氧化铝系陶瓷材料层，氧化铝系陶瓷材料层厚度0.5mm，氧化铝系陶瓷材料层包括（重量）：氧化铝100份，碳化铬36份，氮化钛 14份，碳化硅5份，硼化钛2.7份，将涂覆后的泵体进行加热，升温至600℃，升温速率100℃/小时，保温3小时，后降温至500℃，降温速率50℃/小时，保温6小时，后再次降温至300℃，降温速率50℃/小时，保温10小时，后空冷至室温，得到最终泵体。
所述泵体内表面为被传输介质通过泵内部时可以接触到泵体内部表面的部分，泵体其余部分为泵体外表面。
泵还包括盖合于泵体端部的泵盖，泵体与泵盖形成空腔内有叶轮。
上述发明内容相对于现有技术的有益效果在于：1）铜合金和镍合金的成分简单可以达到消防泵的强度要求；2）对该成分的铜合金和镍合金进行酸洗及钝化的表面处理工序，避免出现任何表面黑点等问题，使获得表面整洁；3）通过在铜合金和镍合金表面涂覆陶瓷材料，提高材料的防腐、耐高温、防垢性能。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现详细说明本发明的具体实施方式。
实施例1
一种叶轮式消防泵，其包括一泵体和安装于所述泵体内部的叶轮，所述叶轮包括镍基合金叶轮本体和叶轮本体外碳化锆系陶瓷材料层；泵体包括：铜合金泵体、泵体外表面的碳化钨系陶瓷材料层和泵体内表面的氧化铝系陶瓷材料层，
其特征在于，镍基合金叶轮本体化学组成为（重量）：Cr：12.7﹪，Mo：8.8﹪，Cu：4.9﹪，V：2.7﹪，W：0.76﹪，Mn：0.47﹪，Ti：0.18﹪，Fe：0.086﹪，Mg：0.066﹪，Sn：0.047﹪，Sb：0.028﹪，Cd：0.018﹪，Bi：0.019﹪，余量为Ni及不可避免的杂质；
镍基合金叶轮本体制备方法：包括以下步骤：按照上述比例配制合金，原料熔炼、浇注，脱模后，得到的叶轮进行热处理：首先将叶轮进行加热，升温至900℃，升温速率150℃/小时，保温5小时，后降温至700℃，降温速率50℃/小时，保温4小时，后升温至800℃，升温速率100℃/小时，保温2小时，后再次降温至500℃，降温速率75℃/小时，保温3小时，后再次降温至300℃，降温速率50℃/小时，保温3小时，后空冷至室温，
之后对叶轮表面进行酸洗和钝化处理，其中：
酸洗液组成为（重量）：采取氢氟酸26份，烷基咪唑啉季铵盐14份，硫脲5.9份，磷酸4份；羟基乙酸1.8份，乙二胺1.7份、水100份；
钝化液组成为（重量）：硫酸24份，亚硝酸钠14份， 2-(3，4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷14份，聚酰亚胺4份，碳酸钠9份，氟硼酸钠4份，缓冲剂2.7份，水200份；
对钝化后叶轮外表面进行涂覆碳化锆系陶瓷材料；通过涂覆在叶轮外表面形成碳化锆系陶瓷材料层，碳化锆系陶瓷材料层厚度0.4mm，碳化锆系陶瓷材料层包括（重量）：碳化锆37份，碳化钨25份，氮化钛19份，氧化钛18份，碳化铬10份，将涂覆后的叶轮进行加热，升温至800℃，升温速率100℃/小时，保温6小时，后降温至500℃，降温速率40℃/小时，保温5小时，后再次降温至200℃，降温速率25℃/小时，保温4小时，后空冷至室温，得到最终叶轮，
铜合金泵体化学组成为（重量）：Al：11.7﹪、Mg：8.8﹪、Si：5.9﹪、Zn：4.7﹪、Ti：0.86﹪、Zr：0.66﹪，Co：0.37﹪、Fe：0.17﹪，V：0.078﹪、Y：0.058﹪、Ni： 0.077﹪、Mn ：0.036﹪，B：0.017﹪，余量为Cu以及不可避免的杂质；
铜合金泵体制备方法：包括以下步骤：按照上述比例配制合金，原料熔炼、浇注；脱模后，得到的泵体进行热处理：首先将泵体进行加热，升温至650℃，升温速率50℃/小时，保温3小时，后降温至450℃，降温速率75℃/小时，保温4小时，后升温至600℃，升温速率100℃/小时，保温6小时，后再次降温至400℃，降温速率75℃/小时，保温5小时，后再次降温至200℃，降温速率30℃/小时，保温7小时，后空冷至室温，
之后对泵体表面进行酸洗和钝化处理，其中：
酸洗液组成为（重量）：采取丙酸57份，36.5%的HCL 18份，烷基咪唑啉季铵盐5.8份，98%浓H2SO4 2.7份，乙二胺1.9份、水300份；
钝化液组成为（重量）：2-(3，4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷56份，N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷28份，硫酸14份，聚酰亚胺4份，氟硼酸钠4份，二烷基二硫代磷酸氧钼2.8份，水58份；
对钝化后泵体外表面进行涂覆碳化钨系陶瓷材料；通过涂覆在泵体外表面形成碳化钨系陶瓷材料层，碳化钨系陶瓷材料层厚度0.6mm，碳化钨系陶瓷材料层包括（重量）：碳化钨59份，氮化钛38份，碳化硅14份，碳化铬5份，氧化钛2.7份，将涂覆后的泵体进行加热，升温至700℃，升温速率150℃/小时，保温6小时，后降温至500℃，降温速率50℃/小时，保温5小时，后再次降温至300℃，降温速率75℃/小时，保温10小时，后空冷至室温，
之后对泵体内表面进行涂覆氧化铝系陶瓷材料；通过涂覆在泵体内表面形成氧化铝系陶瓷材料层，氧化铝系陶瓷材料层厚度0.5mm，氧化铝系陶瓷材料层包括（重量）：氧化铝100份，碳化铬36份，氮化钛 14份，碳化硅5份，硼化钛2.7份，将涂覆后的泵体进行加热，升温至600℃，升温速率100℃/小时，保温3小时，后降温至500℃，降温速率50℃/小时，保温6小时，后再次降温至300℃，降温速率50℃/小时，保温10小时，后空冷至室温，得到最终泵体。

Claims (6)

1.一种叶轮式消防泵，其包括一泵体和安装于所述泵体内部的叶轮，所述叶轮包括镍基合金叶轮本体和叶轮本体外碳化锆系陶瓷材料层；泵体包括：铜合金泵体、泵体外表面的碳化钨系陶瓷材料层和泵体内表面的氧化铝系陶瓷材料层，
其特征在于，镍基合金叶轮本体化学组成为（重量）：Cr：12.7﹪，Mo：8.8﹪，Cu：4.9﹪，V：2.7﹪，W：0.76﹪，Mn：0.47﹪，Ti：0.18﹪，Fe：0.086﹪，Mg：0.066﹪，Sn：0.047﹪，Sb：0.028﹪，Cd：0.018﹪，Bi：0.019﹪，余量为Ni及不可避免的杂质；
镍基合金叶轮本体制备方法：包括以下步骤：按照上述比例配制合金，原料熔炼、浇注，脱模后，得到的叶轮进行热处理：首先将叶轮进行加热，升温至900℃，升温速率150℃/小时，保温5小时，后降温至700℃，降温速率50℃/小时，保温4小时，后升温至800℃，升温速率100℃/小时，保温2小时，后再次降温至500℃，降温速率75℃/小时，保温3小时，后再次降温至300℃，降温速率50℃/小时，保温3小时，后空冷至室温，
之后对叶轮表面进行酸洗和钝化处理，其中：
酸洗液组成为（重量）：采取氢氟酸26份，烷基咪唑啉季铵盐14份，硫脲5.9份，磷酸4份；羟基乙酸1.8份，乙二胺1.7份、水100份；
钝化液组成为（重量）：硫酸24份，亚硝酸钠14份， 2-(3，4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷14份，聚酰亚胺4份，碳酸钠9份，氟硼酸钠4份，缓冲剂2.7份，水200份；
对钝化后叶轮外表面进行涂覆碳化锆系陶瓷材料；通过涂覆在叶轮外表面形成碳化锆系陶瓷材料层，碳化锆系陶瓷材料层厚度0.4mm，碳化锆系陶瓷材料层包括（重量）：碳化锆37份，碳化钨25份，氮化钛19份，氧化钛18份，碳化铬10份，将涂覆后的叶轮进行加热，升温至800℃，升温速率100℃/小时，保温6小时，后降温至500℃，降温速率40℃/小时，保温5小时，后再次降温至200℃，降温速率25℃/小时，保温4小时，后空冷至室温，得到最终叶轮，
铜合金泵体化学组成为（重量）：Al：11.7﹪、Mg：8.8﹪、Si：5.9﹪、Zn：4.7﹪、Ti：0.86﹪、Zr：0.66﹪，Co：0.37﹪、Fe：0.17﹪，V：0.078﹪、Y：0.058﹪、Ni： 0.077﹪、Mn ：0.036﹪，B：0.017﹪，余量为Cu以及不可避免的杂质；
铜合金泵体制备方法：包括以下步骤：按照上述比例配制合金，原料熔炼、浇注；脱模后，得到的泵体进行热处理：首先将泵体进行加热，升温至650℃，升温速率50℃/小时，保温3小时，后降温至450℃，降温速率75℃/小时，保温4小时，后升温至600℃，升温速率100℃/小时，保温6小时，后再次降温至400℃，降温速率75℃/小时，保温5小时，后再次降温至200℃，降温速率30℃/小时，保温7小时，后空冷至室温，
之后对泵体表面进行酸洗和钝化处理，其中：
酸洗液组成为（重量）：采取丙酸57份，36.5%的HCL 18份，烷基咪唑啉季铵盐5.8份，98%浓H2SO4 2.7份，乙二胺1.9份、水300份；
钝化液组成为（重量）：2-(3，4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷56份，N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷28份，硫酸14份，聚酰亚胺4份，氟硼酸钠4份，二烷基二硫代磷酸氧钼2.8份，水58份；
对钝化后泵体外表面进行涂覆碳化钨系陶瓷材料；通过涂覆在泵体外表面形成碳化钨系陶瓷材料层，碳化钨系陶瓷材料层厚度0.6mm，碳化钨系陶瓷材料层包括（重量）：碳化钨59份，氮化钛38份，碳化硅14份，碳化铬5份，氧化钛2.7份，将涂覆后的泵体进行加热，升温至700℃，升温速率150℃/小时，保温6小时，后降温至500℃，降温速率50℃/小时，保温5小时，后再次降温至300℃，降温速率75℃/小时，保温10小时，后空冷至室温，
之后对泵体内表面进行涂覆氧化铝系陶瓷材料；通过涂覆在泵体内表面形成氧化铝系陶瓷材料层，氧化铝系陶瓷材料层厚度0.5mm，氧化铝系陶瓷材料层包括（重量）：氧化铝100份，碳化铬36份，氮化钛 14份，碳化硅5份，硼化钛2.7份，将涂覆后的泵体进行加热，升温至600℃，升温速率100℃/小时，保温3小时，后降温至500℃，降温速率50℃/小时，保温6小时，后再次降温至300℃，降温速率50℃/小时，保温10小时，后空冷至室温，得到最终泵体。
2.如权利要求1所述的一种叶轮式消防泵，镍基合金叶轮本体化学组成为（重量）：Cr：12﹪，Mo：8﹪，Cu：4﹪，V：2﹪，W：0.7﹪，Mn：0.4﹪，Ti：0.1﹪，Fe：0.08﹪，Mg：0.06﹪，Sn：0.04﹪，Sb：0.02﹪，Cd：0.01﹪，Bi：0.01﹪，余量为Ni及不可避免的杂质。
3.如权利要求1所述的一种叶轮式消防泵，镍基合金叶轮本体化学组成为（重量）：Cr：13﹪，Mo： 9﹪，Cu： 5﹪，V： 3﹪，W： 0.8﹪，Mn： 0.5﹪，Ti： 0.2﹪，Fe： 0.09﹪，Mg：0.07﹪，Sn： 0.05﹪，Sb： 0.03﹪，Cd： 0.02﹪，Bi： 0.02﹪，余量为Ni及不可避免的杂质。
4.如权利要求1所述的一种叶轮式消防泵，镍基合金叶轮本体化学组成为（重量）：Cr：12.5﹪，Mo：8.5﹪，Cu：4.5﹪，V：2.5﹪，W：0.75﹪，Mn：0.45﹪，Ti：0.15﹪，Fe：0.085﹪，Mg：0.065﹪，Sn：0.045﹪，Sb：0.025﹪，Cd：0.015﹪，Bi：0.015﹪，余量为Ni及不可避免的杂质。
5.如权利要求1所述的一种叶轮式消防泵，铜合金泵体化学组成为（重量）：Al：11﹪、Mg：8﹪、Si：5﹪、Zn：4﹪、Ti：0.8﹪、Zr：0.6﹪，Co：0.3﹪、Fe：0.1﹪，V：0.07﹪、Y：0.05﹪、Ni0.07﹪、Mn ：0.03﹪，B：0.01﹪，余量为Cu以及不可避免的杂质。
6.如权利要求1所述的一种叶轮式消防泵，铜合金泵体化学组成为（重量）：Al： 12﹪、Mg： 9﹪、Si： 6﹪、Zn： 5﹪、Ti： 0.9﹪、Zr： 0.7﹪，Co： 0.4﹪、Fe： 0.2﹪，V： 0.08﹪、Y：0.06﹪、Ni：0.08﹪、Mn ： 0.04﹪，B： 0.02﹪，余量为Cu以及不可避免的杂质。
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