CN106282895A - 一种渣浆泵过流部件表面大气等离子喷涂修补工艺 - Google Patents

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张达明
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    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
    • C23C4/04—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the coating material
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Abstract

本发明公开了一种渣浆泵过流部件表面大气等离子喷涂修补工艺，其包括：(1)对待修补过流部件表面进行喷砂粗化；(2)将所述喷砂粗化后的过流部件表面用丙酮和乙醇洗涤，干燥；(3)采用大气等离子喷涂设备，对所述干燥的待修补过流部件表面进行等离子喷涂NiCrAl过渡层，所述过渡层厚度为0.1‑0.3mm；(4)在过渡层上采用大气等离子喷涂WC‑NiCrAl‑Si3N4混合粉末，得到WC‑NiCrAl‑Si3N4梯度复合耐磨涂层，所述梯度复合耐磨涂层厚度为0.2‑0.6mm。本发明通过选用特定的耐磨蚀耐腐蚀材料，通过大气等离子喷涂工艺，修补了过流部件表面，并对整个过流部件表面进行了强化，增加了其耐腐蚀和耐磨蚀性能。

Description

一种渣浆泵过流部件表面大气等离子喷涂修补工艺
技术领域
本发明涉及材料技术领域，尤其涉及一种渣浆泵过流部件表面大气等离子喷涂修补工艺。
背景技术
离心式渣浆泵磨粒磨损及腐蚀性磨蚀离心式渣浆泵过流部件多采用韧性材料，其水流动力学磨粒磨损是由微切削磨损和变形磨损组成的复合磨损。离心式渣浆泵正常运转过程中，流经于过流部件的液圊两相浆体的流态是紊流状态，浆体中固体颗粒(煤、矸石、磁铁矿粉)的形状处于随机取向。
以小角度冲击过流部件表面的固体颗粒，以尖角与表面接触时，在接触点很小的面积上将产生很高的冲击压力，冲击压力的垂直分量使固体颗粒压人材料表面，冲击压力的水平分量使其沿大致平行于过流部件表面的方向移动，使材料表面接触点产生横向塑性变形，从而切出一定量的微体积材料，造成过流部件的微切削磨损。
以大冲角冲击过流部件表面的固体颗粒在冲击压力的垂直分量作用下，使固体颗粒压人材料表面形成弹塑性变形，到颗粒停止压入运动为止，最终形成不能恢复的塑性变形-冲击凹坑，在凹坑边缘有塑性变形挤出的材料堆积物。冲击坑边缘堆积物将重新受挤压变形和移位而从材料表面剥落，引起一定量的微体积材料损失，造成过流部件的变形磨损。
同时，由于渣浆泵处理的流体中含有各种腐蚀性液体，因此会在过流部件表面腐蚀造成凹痕、腐蚀面等。
发明内容
本发明的目的在于提出一种渣浆泵过流部件表面大气等离子喷涂修补工艺，能够将所述过流部件表面进行修补。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种渣浆泵过流部件表面大气等离子喷涂修补工艺，其包括：
(1)对待修补过流部件表面进行喷砂粗化；
(2)将所述喷砂粗化后的过流部件表面用丙酮和乙醇洗涤，干燥；
(3)采用大气等离子喷涂设备，对所述干燥的待修补过流部件表面进行等离子喷涂NiCrAl过渡层，所述过渡层厚度为0.1-0.3mm；
(4)在过渡层上采用大气等离子喷涂WC-NiCrAl-Si3N4混合粉末，得到WC-NiCrAl-Si3N4梯度复合耐磨涂层，所述梯度复合耐磨涂层厚度为0.2-0.6mm。
本发明通过在被腐蚀被磨蚀的过流部件表面涂覆一层浆料，所述浆料填补各种腐蚀凹坑或者裂隙，并在整个过流部件表面形成光滑的外表。
本发明相较于其他梯度复合耐磨涂层，其工作层中采用NiCrAl，而所述NiCrAl是过渡层材料之一。通过所述特定设计，使得工作层与过渡层之间结合更加紧密，增加了涂层的牢固性，使得过渡层与工作层不易脱离，增加其耐磨性能及可靠性。
本发明所述的WC-NiCrAl-Si3N4混合粉末，其为纳米级，以1:2-6:0.5-2的重量比混合。
本发明的所述大气等离子喷涂设备，是本领域的已知技术，其工艺条件的确定，可以根据本领域的现有技术，或者有限次试验进行确定，本发明不再就其进行限定。
大气等离子喷涂是所有的热喷涂工艺中灵活性最强的一个，它可以产生足够的能量熔化任何材料。喷涂方式可分为大气等离子、大气保护等离子、真空等离子和水稳等离子喷涂等。喷涂设备主要由喷枪、送粉器、直流电源、控制系统、热交换器和管路系统组成。由于等离子喷涂使用粉末作为涂层原料，在等离子喷涂工艺中可以使用的涂层材料的数量几乎是无限的。在阳极(喷嘴)和阴极(电极)之间点燃高频电弧，在其间流动的工艺气体(通常为氩气、氮气、氢气和氦气的混合物)被离子化为热等离子气体的羽流，从而超过太阳表面6,600℃至16,600℃的温度。当涂层材料被注入到气体羽流后，材料被熔化并被射向靶基体。
使用的工艺气体与电极上施加的电流共同控制工艺产生的能量。由于可以对每种气体和所用电流进行精确的调节，所以涂层结果可以重复和预测。同时，材料被射入羽流的地点和角度以及喷枪到靶的距离也可被控制，从而能高度灵活地产生恰当的材料喷涂参数，扩大熔化的温度范围。
等离子喷枪与靶部件的距离、喷枪和部件的相对速度以及部件冷却(通常借助集中在靶基体的空气喷射的帮助)，一般将部件的喷涂温度控制在38℃至260℃。
所述NiCrAl底层材料是市售产品，本领域技术人员可以购买得到，或者自己加工制备得到。例如，按照1-3:1-3:1-3的原子比复配得到。
本发明通过选用特定的耐磨蚀耐腐蚀材料，通过大气等离子喷涂工艺，修补了过流部件表面，并对整个过流部件表面进行了强化，增加了其耐腐蚀和耐磨蚀性能。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
实施例1
一种渣浆泵过流部件表面大气等离子喷涂修补工艺，其包括：
(1)对待修补过流部件表面进行喷砂粗化；
(2)将所述喷砂粗化后的过流部件表面用丙酮和乙醇洗涤，干燥；
(3)采用大气等离子喷涂设备，对所述干燥的待修补过流部件表面进行等离子喷涂NiCrAl过渡层，所述过渡层厚度为0.1mm；
(4)在过渡层上采用大气等离子喷涂WC-NiCrAl-Si3N4混合粉末，得到WC-NiCrAl-Si3N4梯度复合耐磨涂层，所述梯度复合耐磨涂层厚度为0.2mm。
实施例2
一种渣浆泵过流部件表面大气等离子喷涂修补工艺，其包括：
(1)对待修补过流部件表面进行喷砂粗化；
(2)将所述喷砂粗化后的过流部件表面用丙酮和乙醇洗涤，干燥；
(3)采用大气等离子喷涂设备，对所述干燥的待修补过流部件表面进行等离子喷涂NiCrAl过渡层，所述过渡层厚度为0.3mm；
(4)在过渡层上采用大气等离子喷涂WC-NiCrAl-Si3N4混合粉末，得到WC-NiCrAl-Si3N4梯度复合耐磨涂层，所述梯度复合耐磨涂层厚度为0.6mm。
实施例3
一种渣浆泵过流部件表面大气等离子喷涂修补工艺，其包括：
(1)对待修补过流部件表面进行喷砂粗化；
(2)将所述喷砂粗化后的过流部件表面用丙酮和乙醇洗涤，干燥；
(3)采用大气等离子喷涂设备，对所述干燥的待修补过流部件表面进行等离子喷涂NiCrAl过渡层，所述过渡层厚度为0.2mm；
(4)在过渡层上采用大气等离子喷涂WC-NiCrAl-Si3N4混合粉末，得到WC-NiCrAl-Si3N4梯度复合耐磨涂层，所述梯度复合耐磨涂层厚度为0.4mm。
实施例1-3所述修补后的过流部件，经冲蚀速度为10m/s、冲蚀角为70°、冲蚀时间为连续48小时连续冲蚀磨损后，其体积磨损量只是不添加涂层的过流部件的20％左右，同时整个填补的涂层表面完整，没有剥离现象。

Claims (1)

1.一种渣浆泵过流部件表面大气等离子喷涂修补工艺，其包括：
(1)对待修补过流部件表面进行喷砂粗化；
(2)将所述喷砂粗化后的过流部件表面用丙酮和乙醇洗涤，干燥；
(3)采用大气等离子喷涂设备，对所述干燥的待修补过流部件表面进行等离子喷涂NiCrAl过渡层，所述过渡层厚度为0.1-0.3mm；
(4)在过渡层上采用大气等离子喷涂WC-NiCrAl-Si3N4混合粉末，得到WC-NiCrAl-Si3N4梯度复合耐磨涂层，所述梯度复合耐磨涂层厚度为0.2-0.6mm。
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