CN112853424A - 一种耐磨型磁力泵 - Google Patents

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Abstract

本发明属于流体输送设备技术领域，具体涉及一种耐磨型磁力泵。该磁力泵叶轮表面包裹有保护层；叶轮由以下材料一体制成，按质量百分数计：Cr18.0‑20.5%、Cu2.0‑2.5%、Mn1.0‑1.5%、Mo2.5‑3.5%、Ni27.5‑31.0%、Fe余量；保护层依次通过喷丸处理、表面除杂、渗氮、抛光、老化、涂油步骤制得。本发明提供的耐磨型磁力泵，通过对叶轮材质和表面保护层的优化，获得了优异的耐磨性能和耐腐蚀性能，从而显著提高叶轮和磁力泵的使用寿命。

Description

一种耐磨型磁力泵
技术领域
本发明属于流体输送设备技术领域，具体涉及一种耐磨型磁力泵。
背景技术
磁力泵也称为磁力驱动泵，它主要由泵头、磁力传动器、电动机、等几部分零件组成（如图1）。磁力泵泵头包括泵壳和叶轮，磁力传动器由外磁转子、内磁转子及不导磁的隔离套组成，当电动机通过联轴器带动外磁转子旋转时，磁场能穿透空气间隙和非磁性物质隔离套，带动与叶轮相连的内磁转子作同步旋转，实现动力的无接触同步传递，将容易泄露的动密封结构转化为零泄漏的静密封结构。泵轴、内磁转子被泵体、隔离套完全封闭，从而彻底解决了“跑、冒、滴、漏”问题，消除了泄漏的安全隐患，因此非常适用于化工行业泵送腐蚀性、易燃 、易爆、有毒、有害介质。由于磁力泵的工作介质复杂且性质恶劣，一直以来，磁力泵叶轮的耐磨耐腐蚀性能成为限制磁力泵使用寿命的关键因素之一。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明提供一种耐磨型磁力泵。
本发明提供的磁力泵，其叶轮表面包裹有保护层；叶轮由以下材料一体制成，按质量百分数计：Cr18.0-20.5%、Cu2.0-2.5%、Mn1.0-1.5%、Mo2.5-3.5%、Ni27.5-31.0%、Fe余量；保护层依次通过以下步骤制得：
（S1）喷丸处理：使用不锈钢弹丸对叶轮表面进行喷丸处理；
（S2）表面除杂：超声清洗去除叶轮表面的杂质后晾干；
（S3）渗氮：对叶轮表面进行电化学渗氮处理，渗氮处理后用水洗去电解液后烘干；
（S4）抛光：将叶轮置于超声波抛光机中，使用金刚石悬液为抛光液进行抛光，抛光后用水洗去残留的抛光液后烘干；
（S5）老化：将叶轮置于气氛炉中，通入氧气和氮气的混合气，升温至550-580℃，保温5-6h，随炉自然冷却至室温；
（S6）涂油：在叶轮表面涂上机械油后密封包装。
进一步地，步骤（S1）中，使用直径为0.3mm的不锈钢弹丸在0.6MPa压力下对叶轮进行10min的喷丸处理。
进一步地，步骤（S2）中，将叶轮置于乙醇中超声清洗5min后晾干。
进一步地，电化学渗氮处理具体为采用三电极体系进行恒电位电化学氮化处理，工作电极为叶轮，辅助电极为铂片，参比电极为饱和甘汞电极(SCE)，电解液为硝酸和硝酸钾的混合溶液。
进一步地，所述电解液中硝酸的浓度为0.12mol/L，硝酸钾的浓度为0.6mol/L。
进一步地，步骤（S3）中，氮化电位为-0.75Vsce，渗氮处理时间为15h，电解液温度控制在25±2℃范围内。
进一步地，步骤（S4）中，抛光频率为30-35kHz，抛光时间为8-10min。
进一步地，步骤（S5）中，氧气和氮气的混合气中氧气的体积分数为3-5%。
进一步地，步骤（S6）中，机械油选用50号机械油。
其中，步骤（S1）通过喷丸对叶轮表面进行纳米化处理，在叶轮表面形成一层致密的纳米层；步骤（S3）采用电化学方法对叶轮表面进行渗氮处理，并通过对渗氮工艺参数的精确控制，在叶轮表面形成一层致密的高强度的防腐耐磨的渗氮层；之后，步骤（S4）抛光去除渗氮层表面可能存在缺陷的表层，露出渗氮层基体；之后，步骤（S5）使用弱氧化性气氛对渗氮层进行缓慢氧化，对渗氮层表面残留的具有较高活性的点位进行氧化修整，使渗氮层表层转化为进一步钝化的致密保护层。
有益效果：与现有技术相比，本发明提供的耐磨型磁力泵，通过对叶轮材质和表面保护层的优化，获得了优异的耐磨性能和耐腐蚀性能，从而显著提高叶轮和磁力泵的使用寿命。
附图说明
图1为磁力泵的示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施例进一步阐明本发明，这些实施例是示例性的，旨在说明问题和解释本发明，并不是一种限制。
实施例1
一种耐磨型磁力泵，其叶轮表面包裹有保护层；叶轮由以下材料一体制成，按质量百分数计：Cr19.5%、Cu2.5%、Mn1.0%、Mo3.0%、Ni28.0%、Fe余量；所述保护层依次通过以下步骤制得：
（S1）喷丸处理：使用不锈钢弹丸对叶轮表面进行喷丸处理；
（S2）表面除杂：超声清洗去除叶轮表面的杂质后晾干；
（S3）渗氮：对叶轮表面进行电化学渗氮处理，渗氮处理后用水洗去电解液后烘干；
（S4）抛光：将叶轮置于超声波抛光机中，使用金刚石悬液为抛光液进行抛光，抛光后用水洗去残留的抛光液后烘干；
（S5）老化：将叶轮置于气氛炉中，通入氧气和氮气的混合气，升温至575℃，保温5h，随炉自然冷却至室温；
（S6）涂油：在叶轮表面涂上机械油后密封包装。
本实施例的步骤（S1）中，使用直径为0.3mm的不锈钢弹丸在0.6MPa压力下对叶轮进行10min的喷丸处理。
本实施例的步骤（S2）中，将叶轮置于乙醇中超声清洗5min后晾干。
本实施例的步骤（S3）中，电化学渗氮处理具体为采用三电极体系进行恒电位电化学氮化处理，工作电极为叶轮，辅助电极为铂片，参比电极为饱和甘汞电极(SCE)，电解液为硝酸和硝酸钾的混合溶液。
本实施例的步骤（S3）中，所述电解液中硝酸的浓度为0.12mol/L，硝酸钾的浓度为0.6mol/L。
本实施例的步骤（S3）中，氮化电位为-0.75Vsce，渗氮处理时间为15h，电解液温度控制在25±2℃范围内。
本实施例的步骤（S4）中，抛光频率为35kHz，抛光时间为9min。
本实施例的步骤（S5）中，氧气和氮气的混合气中氧气的体积分数为4%。
本实施例的步骤（S6）中，机械油选用50号机械油。
实施例2
一种耐磨型磁力泵，其叶轮表面包裹有保护层；叶轮由以下材料一体制成，按质量百分数计：Cr18.0%、Cu2.0%、Mn1.0%、Mo2.5%、Ni27.5%、Fe余量；所述保护层依次通过以下步骤制得：
（S1）喷丸处理：使用不锈钢弹丸对叶轮表面进行喷丸处理；
（S2）表面除杂：超声清洗去除叶轮表面的杂质后晾干；
（S3）渗氮：对叶轮表面进行电化学渗氮处理，渗氮处理后用水洗去电解液后烘干；
（S4）抛光：将叶轮置于超声波抛光机中，使用金刚石悬液为抛光液进行抛光，抛光后用水洗去残留的抛光液后烘干；
（S5）老化：将叶轮置于气氛炉中，通入氧气和氮气的混合气，升温至550℃，保温6h，随炉自然冷却至室温；
（S6）涂油：在叶轮表面涂上机械油后密封包装。
本实施例的步骤（S1）中，使用直径为0.3mm的不锈钢弹丸在0.6MPa压力下对叶轮进行10min的喷丸处理。
本实施例的步骤（S2）中，将叶轮置于乙醇中超声清洗5min后晾干。
本实施例的步骤（S3）中，电化学渗氮处理具体为采用三电极体系进行恒电位电化学氮化处理，工作电极为叶轮，辅助电极为铂片，参比电极为饱和甘汞电极(SCE)，电解液为硝酸和硝酸钾的混合溶液。
本实施例的步骤（S3）中，所述电解液中硝酸的浓度为0.12mol/L，硝酸钾的浓度为0.6mol/L。
本实施例的步骤（S3）中，氮化电位为-0.75Vsce，渗氮处理时间为15h，电解液温度控制在25±2℃范围内。
本实施例的步骤（S4）中，抛光频率为30kHz，抛光时间为10min。
本实施例的步骤（S5）中，氧气和氮气的混合气中氧气的体积分数为3%。
本实施例的步骤（S6）中，机械油选用50号机械油。
实施例3
一种耐磨型磁力泵，其叶轮表面包裹有保护层；叶轮由以下材料一体制成，按质量百分数计：Cr20.5%、Cu2.5%、Mn1.5%、Mo3.5%、Ni31.0%、Fe余量；所述保护层依次通过以下步骤制得：
（S1）喷丸处理：使用不锈钢弹丸对叶轮表面进行喷丸处理；
（S2）表面除杂：超声清洗去除叶轮表面的杂质后晾干；
（S3）渗氮：对叶轮表面进行电化学渗氮处理，渗氮处理后用水洗去电解液后烘干；
（S4）抛光：将叶轮置于超声波抛光机中，使用金刚石悬液为抛光液进行抛光，抛光后用水洗去残留的抛光液后烘干；
（S5）老化：将叶轮置于气氛炉中，通入氧气和氮气的混合气，升温至580℃，保温5h，随炉自然冷却至室温；
（S6）涂油：在叶轮表面涂上机械油后密封包装。
本实施例的步骤（S1）中，使用直径为0.3mm的不锈钢弹丸在0.6MPa压力下对叶轮进行10min的喷丸处理。
本实施例的步骤（S2）中，将叶轮置于乙醇中超声清洗5min后晾干。
本实施例的步骤（S3）中，电化学渗氮处理具体为采用三电极体系进行恒电位电化学氮化处理，工作电极为叶轮，辅助电极为铂片，参比电极为饱和甘汞电极(SCE)，电解液为硝酸和硝酸钾的混合溶液。
本实施例的步骤（S3）中，所述电解液中硝酸的浓度为0.12mol/L，硝酸钾的浓度为0.6mol/L。
本实施例的步骤（S3）中，氮化电位为-0.75Vsce，渗氮处理时间为15h，电解液温度控制在25±2℃范围内。
本实施例的步骤（S4）中，抛光频率为35kHz，抛光时间为8min。
本实施例的步骤（S5）中，氧气和氮气的混合气中氧气的体积分数为5%。
本实施例的步骤（S6）中，机械油选用50号机械油。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种耐磨型磁力泵，其特征在于：叶轮表面包裹有保护层；叶轮由以下材料一体制成，按质量百分数计：Cr18.0-20.5%、Cu2.0-2.5%、Mn1.0-1.5%、Mo2.5-3.5%、Ni27.5-31.0%、Fe余量；所述保护层依次通过以下步骤制得：
（S1）喷丸处理：使用不锈钢弹丸对叶轮表面进行喷丸处理；
（S2）表面除杂：超声清洗去除叶轮表面的杂质后晾干；
（S3）渗氮：对叶轮表面进行电化学渗氮处理，渗氮处理后用水洗去电解液后烘干；
（S4）抛光：将叶轮置于超声波抛光机中，使用金刚石悬液为抛光液进行抛光，抛光后用水洗去残留的抛光液后烘干；
（S5）老化：将叶轮置于气氛炉中，通入氧气和氮气的混合气，升温至550-580℃，保温5-6h，随炉自然冷却至室温；
（S6）涂油：在叶轮表面涂上机械油后密封包装。
2.根据权利要求1所述的耐磨型磁力泵，其特征在于：步骤（S1）中，使用直径为0.3mm的不锈钢弹丸在0.6MPa压力下对叶轮进行10min的喷丸处理。
3.根据权利要求1所述的耐磨型磁力泵，其特征在于：步骤（S2）中，将叶轮置于乙醇中超声清洗5min后晾干。
4.根据权利要求1所述的耐磨型磁力泵，其特征在于：步骤（S3）中，电化学渗氮处理具体为采用三电极体系进行恒电位电化学氮化处理，工作电极为叶轮，辅助电极为铂片，参比电极为饱和甘汞电极(SCE)，电解液为硝酸和硝酸钾的混合溶液。
5.根据权利要求4所述的耐磨型磁力泵，其特征在于：步骤（S3）中，所述电解液中硝酸的浓度为0.12mol/L，硝酸钾的浓度为0.6mol/L。
6.根据权利要求4所述的耐磨型磁力泵，其特征在于：步骤（S3）中，氮化电位为-0.75Vsce，渗氮处理时间为15h，电解液温度控制在25±2℃范围内。
7.根据权利要求1所述的耐磨型磁力泵，其特征在于：步骤（S4）中，抛光频率为30-35kHz，抛光时间为8-10min。
8.根据权利要求1所述的耐磨型磁力泵，其特征在于：步骤（S5）中，氧气和氮气的混合气中氧气的体积分数为3-5%。
9.根据权利要求1所述的耐磨型磁力泵，其特征在于：步骤（S6）中，机械油选用50号机械油。
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