CN108546901A - 一种耐磨叶轮涂层的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种耐磨叶轮涂层的制备方法，首先将钴粉、铬粉、碳化钨粉、粘结剂与水混合，制备成料浆后喷雾干燥，再将所得粉末与铁粉球磨、真空烧成后破碎筛分得到涂层粉末；最后采用等离子喷涂工艺将涂层粉末均匀的喷涂在搅拌叶轮表面。本发明的涂层粉末的制备工艺简单，可连续生产，且制备的涂层粉末成分均匀、流动性好，能满足热喷涂的需求。本发明的喷涂工艺采用等离子喷涂技术，其涂层空隙少、粘合力强，由于控制了喷涂过程中基体温度，工件不会发生变形，大大增加了搅拌叶轮的防磨、抗腐蚀能力。保障了叶轮在腐蚀性介质以及高阻力的多重复杂工矿下正常工作。

Description

一种耐磨叶轮涂层的制备方法
技术领域
本发明属于材料表面强化技术领域，具体的涉及一种耐磨叶轮涂层的制备方法。
背景技术
叶轮转子是造纸领域中用来搅拌浆料必不可少的部件之一，通过表面6个叶棱高速旋轴将纸浆料搅拌更均匀，达到制纸必备的条件，在此过程中因杂质对叶棱的表面具有非常大的冲击力度，如表面不进行涂层处理，工件的使用寿命会大大降低，从而影响产量增加维修机率。现有技术是对叶棱部份进行焊接，易产生裂纹，使用寿命短。
发明内容
为了解决上述已有技术的不足，本发明的目的是：提供耐腐蚀、硬度高、涂层结合紧密的搅拌叶轮涂层。
本发明通过以下技术方案来实现：一种耐磨叶轮涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)、将钴粉、铬粉和碳化钨粉末按照比例混合得到混合粉末，加入粘结剂与水后搅拌得到固含量为60％-75％的料浆；
所述混合粉末按照重量份数计包括：钴粉4-15份，铬粉1-10份，碳化钨粉70-90份；
所述粘接剂为聚乙二醇、环氧树脂、聚丙烯酸脂中的一种或多种；其加入质量分数为混合粉末的1％-10％；
2)、将所得料浆喷雾干燥后得到钴铬碳化钨复合粉末；
3)、将钴铬碳化钨复合粉末与铁粉按照比例加入球磨机，球磨1-20分钟后加入真空炉烧成；
所述铁粉粒径为50微米-150微米，加入质量分数为钴铬碳化钨复合粉末的30-40％；
4)、烧成后经破碎筛分得到涂层粉末；
5)、采用等离子喷涂工艺将涂层粉末均匀地喷涂在搅拌叶轮表面。
进一步的，所述步骤1中碳化钨粉末微观形貌为球形；其粒径为50微米-150微米。
进一步的，所述步骤1中钴粉与铬粉的粒径均为50-150微米。
进一步的，所述步骤3中真空烧结温度为1000℃-1100℃；烧结时间为1-10h。
进一步的，所述涂层粉末粒径为50微米-150微米。
进一步的，所述步骤5中等离子喷涂工艺参数为：电流80-100A，等离子气流量1.5-2.5L/min；保护气流量0.5-0.8L/min；送粉气流量1.8-2.5L/min。
进一步的，所述等离子喷涂设备的喷枪与工件之间距离为50mm-60mm。
进一步的，在喷涂过程中，喷涂工件温度≤80℃。
本发明的涂层粉末的制备工艺简单，可连续生产，且制备的涂层粉末成分均匀、流动性好，能满足热喷涂的需求。本发明的喷涂工艺采用等离子喷涂技术，其涂层空隙少、粘合力强，由于控制了喷涂过程中基体温度，工件不会发生变形，大大增加了搅拌叶轮的防磨、抗腐蚀能力。保障了叶轮在腐蚀性介质以及高阻力的多重复杂工矿下正常工作。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
一种耐磨叶轮涂层的制备方法，包括以下步骤：
1)、将15份钴粉、4份铬粉和81份碳化钨粉末混合，加入环氧树脂AB胶、聚乙二醇与水后搅拌得到固含量为60％的料浆；
其中，钴粉的平均粒径d50为50微米，铬粉的平均粒径d50为50微米，碳化钨粉的平均粒径d50为50微米；环氧树脂AB胶与聚乙二醇的加入总量为混合后粉末的5％。
2)、将所得料浆喷雾干燥后得到钴铬碳化钨复合粉末；
3)、将所得钴铬碳化钨复合粉末与铁粉按照比例加入球磨机进行干磨，球磨5分钟后加入真空炉烧成；
其中，铁粉的平均粒径d50为50微米，加入质量分数为钴铬碳化钨复合粉末的35％；
真空烧结温度为1100℃；烧结时间为5h；
4)、烧成后筛分；筛分后加入气流破碎机进行进一步破碎，破碎后再筛分得到涂层粉末；得到涂层粉末的平均粒径d50为50微米；
5)、采用等离子喷涂工艺将涂层粉末均匀地喷涂在搅拌叶轮表面，在喷涂前，将搅拌叶轮在200摄氏度下加热2h。
超音速喷涂工艺参数为：电流95A，等离子气流量2L/min；保护气流量0.65L/min；送粉气流量2.2L/min。等离子喷涂设备的喷枪与工件之间距离为50mm。在喷涂过程中，喷涂工件温度≤80℃。
与传统的无涂层搅拌叶轮相比，有涂层的搅拌叶轮的螺旋轴使用时间延长了30000h，洛氏硬度提高到了62HRC。
实施例2
一种耐磨叶轮涂层的制备方法，包括以下步骤：
1)、将5份钴粉、8份铬粉和87份碳化钨粉末混合，加入聚丙烯酸脂胶与水后搅拌得到固含量为70％的料浆；
其中，钴粉的平均粒径d50为100微米，铬粉的平均粒径d50为100微米，碳化钨粉的平均粒径d50为100微米，其微观形貌为球形；聚丙烯脂胶加入质量分数为混合粉末的5％；
2)、将所得料浆喷雾干燥、过筛后得到钴铬碳化钨复合粉末；
3)、将所得钴铬碳化钨复合粉末与铁粉按照比例加入球磨机进行干磨，球磨15分钟后加入真空炉烧成；
其中，铁粉的平均粒径d50为100微米，加入质量分数为钴铬碳化钨复合粉末的40％；
真空烧结温度为1000℃；烧结时间为10h；
4)、烧成后筛分；筛分后加入气流破碎机进行进一步破碎，破碎后再筛分得到涂层粉末；得到涂层粉末的平均粒径d50为100微米；
5)、采用等离子喷涂工艺将涂层粉末均匀地喷涂在搅拌叶轮表面。
超音速喷涂工艺参数为：电流80A，等离子气流量1.5L/min；保护气流量0.5L/min；送粉气流量1.8L/min。等离子喷涂设备的喷枪与工件之间距离为50mm。在喷涂过程中，喷涂工件温度≤80℃。
与传统的无涂层搅拌叶轮相比，有涂层的搅拌叶轮的螺旋轴使用时间延长了20000h，洛氏硬度提高到了60HRC。。
实施例3
一种耐磨叶轮涂层的制备方法，包括以下步骤：
1)、将10份钴粉、4份铬粉和86份碳化钨粉末混合，加入环氧树脂AB胶与水后搅拌得到固含量为70％的料浆；
其中，钴粉的平均粒径d50为150微米，铬粉的平均粒径d50为150微米，碳化钨粉的平均粒径d50为150微米，其微观形貌为不规则形；环氧树脂AB胶的加入量为混合后粉末的10％。
2)、将所得料浆喷雾干燥、过筛后得到钴铬碳化钨复合粉末；
3)、将所得钴铬碳化钨复合粉末与铁粉按照比例加入球磨机进行干磨，球磨2分钟后加入真空炉烧成；
其中，铁粉的平均粒径d50为150微米，加入质量分数为钴铬碳化钨复合粉末的30％；
真空烧结温度为1050℃；烧结时间为10h；
4)、烧成后筛分；筛分后加入气流破碎机进行进一步破碎，破碎后再筛分得到涂层粉末；得到涂层粉末的平均粒径d50为150微米；
5)、采用等离子喷涂工艺将涂层粉末均匀地喷涂在搅拌叶轮表面。
超音速喷涂工艺参数为：电流100A，等离子气流量2.5L/min；保护气流量0.8L/min；送粉气流量2.5L/min。等离子喷涂设备的喷枪与工件之间距离为60mm。在喷涂过程中，喷涂工件温度≤80℃。
与传统的无涂层搅拌叶轮相比，点焊了有涂层的搅拌叶轮的螺旋轴使用时间延长了25000h，洛氏硬度提高到了60HRC。
以上所述仅为本发明的较佳实例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所做作的任何修改，等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种耐磨叶轮涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)、将钴粉、铬粉和碳化钨粉末按照比例混合得到混合粉末，加入粘结剂与水后搅拌得到固含量为60％-75％的料浆；
所述混合粉末按照重量份数计包括：钴粉4-15份，铬粉1-10份，碳化钨粉70-90份；
所述粘接剂为聚乙二醇、环氧树脂、聚丙烯酸脂中的一种或多种；其加入质量分数为混合粉末的1％-10％；
2)、将所得料浆喷雾干燥后得到钴铬碳化钨复合粉末；
3)、将钴铬碳化钨复合粉末与铁粉按照比例加入球磨机，球磨1-20分钟后加入真空炉烧成；
所述铁粉粒径为50微米-150微米，加入质量分数为钴铬碳化钨复合粉末的30-40％；
4)、烧成后经破碎筛分得到涂层粉末；
5)、采用等离子喷涂工艺将涂层粉末均匀地喷涂在搅拌叶轮表面。
2.根据权利要求1所述的一种耐磨叶轮涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤1中碳化钨粉末微观形貌为球形；其粒径为50微米-150微米。
3.根据权利要求1所述的一种耐磨叶轮涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤1中钴粉与铬粉的粒径均为50-150微米。
4.根据权利要求1-3任一项所述的一种耐磨叶轮涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤3中真空烧结温度为1000℃-1100℃；烧结时间为1-10h。
5.根据权利要求4所述的一种耐磨叶轮涂层的制备方法，其特征在于，所述涂层粉末粒径为50微米-150微米。
6.根据权利要求1所述的一种耐磨叶轮涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤5中等离子喷涂工艺参数为：电流80-100A，等离子气流量1.5-2.5L/min；保护气流量0.5-0.8L/min；送粉气流量1.8-2.5L/min。
7.根据权利要求6所述的一种耐磨叶轮涂层的制备方法，其特征在于，所述等离子喷涂设备的喷枪与工件之间距离为50mm-60mm。
8.根据权利要求6或7所述的一种耐磨叶轮涂层的制备方法，其特征在于，在喷涂过程中，喷涂工件温度≤80℃。
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