CN114734015A - 一种提高轴套耐磨耐蚀性能的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种提高轴套耐磨耐蚀性能的方法，属于轴套技术领域。该轴套包括空心圆柱基体层和复合层，复合层包覆设置在空心圆柱基体层外侧；将金属粉与陶瓷颗粒进行球磨混匀得到金属陶瓷粉末；将金属陶瓷粉末与粘接剂混合均匀后填充至自动压片机中压制成空心柱状结构，焙烧得到金属陶瓷颗粒空心柱状预制体；将金属陶瓷颗粒空心柱状预制体置于轴套模具内，浇注不锈钢熔体，并离心铸造使不锈钢熔体浸渗到金属陶瓷颗粒空心柱状预制体中，一体成型轴套的空心圆柱基体层和复合层。陶瓷颗粒‑不锈钢复合层可提高轴套的耐磨和耐腐蚀性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种提轴套耐磨耐蚀性能的方法，属于轴套技术领域。
背景技术
渣浆泵是输送固体浆料的主要设备，广泛应用于交通运输、水利、煤炭、电力、冶金等行业中。渣浆泵主要用于输送含高浓度固体颗粒的固液混合物，如水泥浆、灰浆、石灰石浆等。渣浆泵结构形式为离心式或混流式，由于输送介质中的固体颗粒以不同形式作用于泵的内壁面，导致过流部件极易发生磨损。经过长时间的使用后，渣浆泵会发生磨损，特别是在输送诸如泥沙、精矿等固体混合物的过程中，流道部件的磨损程度更为严重，当磨损达到一定程度后，则需要进行相应零部件的更换。
众所周知，轴套的作用是保护泵轴，轴套与泵轴之间为过盈配合，由轴套代替泵轴与盘根进行对磨，因此轴套是渣浆泵的易损部分。轴套在工作过程中不但要与盘根进行对磨，而且还要受到固体浆料的腐蚀，这种恶劣的工况将极大的降低轴套的使用寿命，使其需要进行频繁的更换，降低渣浆泵的工作效率，延误整体的施工进展。
发明内容
针对现有轴套的耐磨和耐蚀性不足的问题，本发明提供一种提轴套耐磨耐蚀性能的方法，即将轴套设计成一体成型的空心圆柱不锈钢基体内层和陶瓷颗粒-不锈钢复合外层，陶瓷颗粒-不锈钢复合外层为工作时的耐磨防腐蚀层，提高其耐磨防腐蚀性能。
一种提轴套耐磨耐蚀性能的方法，轴套包括空心圆柱基体层和复合层，空心圆柱基体层为不锈钢层，复合层为陶瓷颗粒-不锈钢复合层，复合层包覆设置在空心圆柱基体层外侧，复合层的厚度大于空心圆柱基体层的厚度；
具体步骤如下：
(1)将金属粉与陶瓷颗粒进行球磨混匀得到金属陶瓷粉末；
(2)将金属陶瓷粉末与粘接剂混合均匀后填充至自动压片机中压制成空心柱状结构，焙烧得到金属陶瓷颗粒空心柱状预制体；
(3)将金属陶瓷颗粒空心柱状预制体置于轴套模具内，浇注不锈钢熔体，并离心铸造使不锈钢熔体浸渗到金属陶瓷颗粒空心柱状预制体中，一体成型轴套的空心圆柱基体层和复合层。
所述步骤(1)陶瓷颗粒为碳化钛和/或碳化钨，陶瓷颗粒粒度为1～100μm。
所述步骤(1)金属粉与陶瓷颗粒的质量比为1:10～1，金属粉为铁粉、钴粉或镍粉。
所述步骤(2)粘接剂的加入量为金属陶瓷粉末质量的3～10％，粘接剂为模数为1.5～3的水玻璃溶液、质量浓度5～20％的偏磷酸铝溶液或质量浓度为20～40％的硅溶胶溶液。
所述骤(2)焙烧温度为200～500℃，时间为30～90min。
所述步骤(2)金属陶瓷颗粒空心柱状预制体中陶瓷颗粒的体积分数为20～80％。
所述步骤(3)离心铸造的转速为500～1500r/min。
本发明的有益效果是：
(1)本发明将轴套设计成一体成型的空心圆柱不锈钢基体内层和陶瓷颗粒-不锈钢复合外层，陶瓷颗粒-不锈钢复合外层为工作时的耐磨防腐蚀层，提高其耐磨防腐蚀性能；整体为不锈钢可以增强耐腐蚀的作用；
(2)本发明方法将陶瓷颗粒与不锈钢整合，可大幅提轴套的耐磨耐蚀性能，提高轴套的使用寿命；
(3)本发明方法通过离心铸造，一体成型制备高耐磨防腐蚀的轴套，制备效率高且减少二次加工，适用于大批量的工业化生产。
附图说明
图1为轴套结构示意图；
图2为陶瓷颗粒-不锈钢复合层结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细说明，但本发明的保护范围并不限于所述内容。
实施例1：一种提轴套耐磨耐蚀性能的方法，其轴套包括空心圆柱基体层和复合层(见图1)，空心圆柱基体层为不锈钢层，复合层为陶瓷颗粒-不锈钢复合层(见图2)，复合层包覆设置在空心圆柱基体层外侧，复合层的厚度为基体层的2倍；
具体步骤如下：
(1)将粒径为50μm的金属粉(铁粉)与粒径为50μm的碳化钛陶瓷颗粒放入滚筒式球磨罐中，以100r/min的转速进行球磨混匀得到金属陶瓷粉末；其中金属粉(铁粉)与碳化钛陶瓷颗粒的质量比为1:5；
(2)将金属陶瓷粉末与粘接剂(模数为1.5的水玻璃溶液)混合均匀后填充至自动压片机中压制成空心柱状结构，在温度为200℃下焙烧90min得到金属陶瓷颗粒空心柱状预制体；其中粘接剂(水玻璃溶液)的添加量为金属陶瓷粉末的5％，金属陶瓷颗粒空心柱状预制体中陶瓷颗粒的体积分数为50％；
(3)将金属陶瓷颗粒空心柱状预制体置于轴套模具内，浇注不锈钢熔体，并以1200r/min的转速离心铸造使不锈钢熔体浸渗到金属陶瓷颗粒空心柱状预制体中，一体成型轴套的空心圆柱基体层和复合层；
取本实施例轴套材料，在砂粒含量为15％的石英砂(石英砂粒度为200～500μm)浆料中进行冲蚀磨损性能测试2h，经过材料失重量对比，轴套材料的失重量为不锈钢材料失重量的40％。
实施例2：一种提轴套耐磨耐蚀性能的方法，其轴套包括空心圆柱基体层和复合层(见图1)，空心圆柱基体层为不锈钢层，复合层为陶瓷颗粒-不锈钢复合层(见图2)，复合层包覆设置在空心圆柱基体层外侧，复合层的厚度为基体层的2.5倍；
具体步骤如下：
(1)将粒径为30μm的金属粉(钴粉)与粒径为30μm的碳化钨陶瓷颗粒放入滚筒式球磨罐中，以120r/min的转速进行球磨混匀得到金属陶瓷粉末；其中金属粉(钴粉)与碳化钨陶瓷颗粒的质量比为1:5；
(2)将金属陶瓷粉末与粘接剂(质量浓度15％的偏磷酸铝溶液)混合均匀后填充至自动压片机中压制成空心柱状结构，在温度为300℃下焙烧60min得到金属陶瓷颗粒空心柱状预制体；其中粘接剂(偏磷酸铝溶液)的添加量为金属陶瓷粉末的7％，金属陶瓷颗粒空心柱状预制体中陶瓷颗粒的体积分数为55％；
(3)将金属陶瓷颗粒空心柱状预制体置于轴套模具内，浇注不锈钢熔体，并以1200r/min的转速离心铸造使不锈钢熔体浸渗到金属陶瓷颗粒空心柱状预制体中，一体成型轴套的空心圆柱基体层和复合层；
取本实施例轴套材料，在砂粒含量为15％的石英砂(石英砂粒度为200～500μm)浆料中进行冲蚀磨损性能测试2h，经过材料失重量对比，轴套材料的失重量为不锈钢材料失重量的30％。
实施例3：一种提轴套耐磨耐蚀性能的方法，其轴套包括空心圆柱基体层和复合层(见图1)，空心圆柱基体层为不锈钢层，复合层为陶瓷颗粒-不锈钢复合层(见图2)，复合层包覆设置在空心圆柱基体层外侧，复合层的厚度为基体层的3倍；
具体步骤如下：
(1)将粒径为10μm的金属粉(镍粉)、粒径为10μm的碳化钛陶瓷颗粒和粒径为μm的碳化钨陶瓷颗粒放入滚筒式球磨罐中，以150r/min的转速进行球磨混匀得到金属陶瓷粉末；其中金属粉(镍粉)、碳化钛陶瓷颗粒和碳化钨陶瓷颗粒的质量比为1:5；
(2)将金属陶瓷粉末与粘接剂(质量浓度为20％的硅溶胶溶液)混合均匀后填充至自动压片机中压制成空心柱状结构，在温度为450℃下焙烧40min得到金属陶瓷颗粒空心柱状预制体；其中粘接剂(硅溶胶溶液)的添加量为金属陶瓷粉末的10％，金属陶瓷颗粒空心柱状预制体中陶瓷颗粒的体积分数为60％；
(3)将金属陶瓷颗粒空心柱状预制体置于轴套模具内，浇注不锈钢熔体，并以1200r/min的转速离心铸造使不锈钢熔体浸渗到金属陶瓷颗粒空心柱状预制体中，一体成型轴套的空心圆柱基体层和复合层；
取本实施例轴套材料，在砂粒含量为15％的石英砂(石英砂粒度为200～500μm)浆料中进行冲蚀磨损性能测试2h，经过材料失重量对比，轴套材料的失重量为不锈钢材料失重量的20％。
以上对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (6)
1.一种提轴套耐磨耐蚀性能的方法，其特征在于：轴套包括空心圆柱基体层和复合层，空心圆柱基体层为不锈钢层，复合层为陶瓷颗粒-不锈钢复合层，复合层包覆设置在空心圆柱基体层外侧，复合层的厚度大于空心圆柱基体层的厚度；
具体步骤如下：
(1)将金属粉与陶瓷颗粒进行球磨混匀得到金属陶瓷粉末；
(2)将金属陶瓷粉末与粘接剂混合均匀后填充至自动压片机中压制成空心柱状结构，焙烧得到金属陶瓷颗粒空心柱状预制体；
(3)将金属陶瓷颗粒空心柱状预制体置于轴套模具内，浇注不锈钢熔体，并离心铸造使不锈钢熔体浸渗到金属陶瓷颗粒空心柱状预制体中，一体成型轴套的空心圆柱基体层和复合层。
2.根据权利要求1所述提轴套耐磨耐蚀性能的方法，其特征在于：步骤(1)陶瓷颗粒为碳化钛和/或碳化钨，陶瓷颗粒粒度为1～100μm。
3.根据权利要求1所述提轴套耐磨耐蚀性能的方法，其特征在于：步骤(1)金属粉与陶瓷颗粒的质量比为1:10～1，金属粉为铁粉、钴粉或镍粉。
4.根据权利要求1所述提轴套耐磨耐蚀性能的方法，其特征在于：步骤(2)粘接剂的加入量为金属陶瓷粉末质量的3～10％，粘接剂为模数为1.5～3的水玻璃溶液、质量浓度5～20％的偏磷酸铝溶液或质量浓度为5～20％的淀粉溶液。
5.根据权利要求1所述提轴套耐磨耐蚀性能的方法，其特征在于：步骤(2)焙烧温度为200～500℃，时间为30～90min。
6.根据权利要求1所述提轴套耐磨耐蚀性能的方法，其特征在于：步骤(3)离心铸造的转速为500～1500r/min。
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