CN204340311U - 一种复合耐磨结构件及耐磨涂层 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用作修复再造所有因输送流体物料而造成相关金属部件局部缺陷的复合耐磨结构件，所述复合耐磨结构件包括具有一经过处理的金属表面的金属基底及设置在所述金属表面的耐磨涂层，所述耐磨涂层的形状与成品工件的形状相同；其中，所述耐磨涂层包括设置在所述金属表面的高分子耐磨耐蚀功能层，和设置在所述金属表面与所述高分子耐磨耐蚀功能层之间的复合材料底层，以及设置在所述高分子耐磨耐蚀功能层外表面的平整光滑的表面涂层。此外，所述高分子耐磨耐蚀功能层内可嵌设有金属或非金属网架加固件。本实用新型具有高耐磨性、高韧性、高附着力、质轻和工况下噪音低等特点，是各类流体输送机械中易损部件的先进方便的再造产品。

Description

一种复合耐磨结构件及耐磨涂层

技术领域

本实用新型涉及一种复合耐磨结构件，以及用于上述复合耐磨结构件的耐磨涂层。

背景技术

在复杂工况中，流体设备长期承受着冲刷磨损、腐蚀及气蚀等多重因素影响，设备部件的金属局部容易造成缺失，轻则影响工作效率，流体输送流量下降，更换零部件频繁，增加设备检维修成本，重则造成零部件局部穿孔，诱发安全事故或非正常停机事故，造成重大损失。而现有设备检维修技术，多为更换受损零部件，或堆焊零部件受损部位，或补焊钢板填补受损部位，或填补陶瓷片，这些机械的传统方式往往成本高，周期长，严重缩短设备寿命，而且难以填补复杂形状缺陷，具有耐磨结构不稳定等无法避免的缺陷；也有使用高分子材料填补受损部位的，但其附着力较差，而且结构性强度不够，成型后耐磨层有脱落、破裂、鼓泡等缺陷，使用效果不稳定。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种方便灵活、高适应性、轻质、耐磨耐气蚀耐腐蚀性能并具有足够结构性强度的复合耐磨结构件，以期显著改善上述现有技术的不足。

本实用新型同时还提供一种用于上述复合耐磨结构件的耐磨涂层。

本实用新型的技术方案如下：

一种复合耐磨结构件，包括具有一经过处理的金属表面的金属基底及设置在所述金属表面上的耐磨涂层，所述耐磨涂层的形状与成品工件的形状相同；其中，所述耐磨涂层包括设置在所述金属表面上的高分子耐磨耐蚀功能层，和设置在所述金属表面与所述高分子耐磨耐蚀功能层之间的用于连接或粘接所述金属表面和所述高分子耐磨耐蚀功能层的复合材料底层，以及涂设在所述高分子耐磨耐蚀功能层外表面的平整光滑的表面涂层；其中，所述耐磨涂层厚度大于6mm，所述高分子耐磨耐蚀功能层内嵌设有金属网架加固件；或所述耐磨涂层厚度为6mm以下，所述高分子耐磨耐蚀功能层内嵌设有非金属网架加固件或者不嵌设任何加固件。

优选地，所述金属网架是定向或不定向的钢丝网架，所述的钢丝是长条钢丝或短切钢丝。

优选地，所述复合材料底层的厚度不超过0.1mm。

优选地，所述高分子耐磨耐蚀功能层中均匀设置有陶瓷颗粒和金刚砂，所述陶瓷颗粒直径在1-2.5mm之间。

优选地，所述高分子耐磨耐蚀功能层中，每1平方厘米植入设置有一根细短纤维。

本实用新型还提供一种耐磨涂层，用于涂设在经过处理的金属表面，所述耐磨涂层包括设置在所述金属表面的高分子耐磨耐蚀功能层，和设置在所述金属表面与所述高分子耐磨耐蚀功能层之间的用于连接所述金属表面和所述高分子耐磨耐蚀功能层的复合材料底层，以及设置在所述高分子耐磨耐蚀功能层外表面的平整光滑的表面涂层；其中，所述耐磨涂层厚度大于6mm，所述高分子耐磨耐蚀功能层内嵌设有金属网架加固件；或所述耐磨涂层厚度为6mm以下，所述高分子耐磨耐蚀功能层内嵌设有非金属网架加固件或者不嵌设任何加固件。

优选地，所述复合材料底层的厚度不超过0.1mm。

优选地，所述高分子耐磨耐蚀功能层中，每1平方厘米植入设置有一根细短纤维。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

第一，本实用新型广泛适用于各种复杂型面，分层的结构设计可灵活设计出针对不同工况的各种形状的耐磨涂层结构，而且总体成本低；本实用新型可用于受损部件维修，或者也可用于在产品制造出厂时在金属制件的工作表面设置上述耐磨涂层结构，在新产品上即设置好耐磨涂层；

第二，本实用新型可通过涂层设计，掌控涂层损耗进度，实现有计划的设备维修，大大减少非计划停机故障，增加设备运行安全性；

第三，本实用新型由化学涂层结构替代金属件来抵抗复杂工况，大大减少了设备部件更换频率，间接大大节省了对金属的消耗，所以本实用新型也是环保的创新。

附图说明

图1为现有技术一缺陷的示意图；

图2为现有技术另一缺陷的示意图；

图3为本实用新型实施例的复合耐磨结构件及耐磨涂层的示意图。

具体实施方式

请参见图1，现有技术中采用高分子材料填补金属设备表面的方法通常为将高分子材料层直接附着在金属表面，这种方法容易造成两种缺陷：一种是高分子材料层与金属表面容易剥离，如图1所示；另一种是高分子材料层容易撕裂，如图2所示。

针对上述问题，本实用新型提供一种复合耐磨结构件，具体以经过处理的金属表面为基础、优选以成型金属或非金属结构架为嵌件，经由现场涂抹一种高分子复合材料层而组成一个耐磨复合体，所述复合耐磨结构件包括具有一经过处理的金属表面的金属基底及设置在所述金属表面的耐磨涂层，所述耐磨涂层的形状与成品工件的形状相同；其中，所述耐磨涂层包括设置在所述金属表面上的高分子耐磨耐蚀功能层，和设置在所述金属表面与所述高分子耐磨耐蚀功能层之间的用于连接或粘接所述金属表面和所述高分子耐磨耐蚀功能层的复合材料底层，以及涂设在所述高分子耐磨耐蚀功能层外表面的平整光滑的表面涂层；其中，所述耐磨涂层厚度大于6mm，所述高分子耐磨耐蚀功能层内嵌设有金属网架加固件；或所述耐磨涂层厚度为6mm以下，所述高分子耐磨耐蚀功能层内嵌设有非金属网架加固件或者不嵌设任何加固件。本实用新型同时提供一种上述的耐磨涂层，它适用于修复再造所有因输送流体物料而造成的相关金属部件局部缺陷，这种流体物料可以是用空气输送的粉料，也可以是以水输送的浆料，金属部件局部缺陷的形成，可以是单一的磨损或腐蚀或气蚀造成，但多数是由于三重不同程度因素复合导致的。

本实用新型的符合耐磨结构件及耐磨涂层的具体实现方式可以采用以下技术方案：

对待修复的设备的缺陷金属表面或新产品的金属表面进行适当的表面处理以获得更好的金属和耐磨涂层之间的附着力，这种金属表面处理可以包括对金属缺陷进行整形加工，如扩孔、打磨掉无结构性强度的金属层等，也包括使用喷砂技术获得满意的金属表面粗糙度，也包括使用适当的清洗技术获得满意的金属表面清洁度。

此外，在经上述表面处理后的金属表面薄薄的刮涂一层复合材料底层结构以获得更好的金属和耐磨涂层之间的附着力，有效连接金属和高分子耐磨耐蚀功能层，这层复合材料底层的厚度不超过0.1mm，以有效且充分填补金属表面缺陷，并确保整个底层厚薄均匀、无流挂、无针孔、无漏涂等缺陷。复合材料底层的材料主要为环氧类高分子。

优选对于厚度超过6mm的所述耐磨涂层，在所述高分子耐磨耐蚀功能层内嵌入金属网架，起到增加其结构性强度的目的。上述金属网架，可以是定向或不定向的钢丝网架，而所说的钢丝可以是长条钢丝，也可以是短切钢丝，具体可以根据流体对于金属表面的着力状况而选择和设定。

对于厚度不超过6mm的耐磨涂层结构，可以嵌入非金属网架，起到增加其结构性强度目的，或者也可以不嵌设任何网架。上述非金属网架，主要是指浸渍树脂的玻璃纤维布或其它类似功能的纤维布，所述纤维布的网格密度及纤维直径，具体可以根据流体对于金属表面的着力状况而设定。

上述金属或非金属网架嵌入所述高分子耐磨耐蚀功能层中，所述的高分子耐磨耐蚀功能层，是一种高分子材料，其主要成分是环氧类高分子，经混合成型后固化，起到主要的耐磨、耐气蚀和耐腐蚀功效。

上述高分子耐磨耐蚀功能层中平均分布着陶瓷颗粒和金刚砂，主要起到耐磨耐气蚀作用。陶瓷颗粒直径在1-2.5mm之间，金刚砂约为20目。

上述高分子耐磨耐蚀功能层整个功能层不能有气泡、流挂、针孔等缺陷。

上述高分子耐磨耐蚀功能层每1平方厘米植入一根细短纤维，增加耐磨涂层结构的整体性，使其不易产品碎块。

具体选择添加陶瓷和金刚砂的粒径的选择以及是否植入细短纤维主要根据具体工况确定，例如耐磨或耐冲击的具体要求，或运输物料的粗细等。

上述高分子耐磨耐蚀功能层的表层形状需根据原来设备部件形状而设定，通常与原来设备部件形状一致，为了使制成品与原来设备部件形状保持一致，必要时可以使用模具、固化后机械加工等方式完成。

上述高分子耐磨耐蚀功能层成型固化完成后，其表面可能还存在微孔及不够平整的缺陷，再使用如与上述功能层同类型的高分子材料，刮、刷消除表面各类缺陷，形成平整光滑表面，以达到降低流体通过摩擦系数，消除表面紊流的目的，形成完美耐磨涂层结构。

下面将结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步的描述。以下实施例仅用于举例说明，而不用于限定本实用新型的保护范围。

实施例

请参见图3，其所示为本实施例提供的一种复合耐磨结构件，该复合耐磨结构件包括金属基底1，该金属基底1具有一经过处理的金属表面11，所述金属表面11上设置有耐磨涂层，该耐磨涂层包括：设置在金属表面11上的高分子耐磨耐蚀功能层2，和设置在金属表面11与高分子耐磨耐蚀功能层2之间的用于连接或粘接所述金属表面11和所述高分子耐磨耐蚀功能层2的复合材料底层3，以及涂设在所述高分子耐磨耐蚀功能层2外表面的平整光滑的表面涂层4。

其中，高分子耐磨耐蚀功能层2内部设置有金属或非金属网架加固件5，此外，高分子耐磨耐蚀功能层每1平方厘米植入一根细短纤维6。还可以在高分子耐磨耐蚀功能层2内部设置陶瓷颗粒和金刚砂（图中未示）。

其中，图3为了说明的目的，耐磨涂层及其中设置的网架、短细纤维的绘制尺寸进行了放大，因此图3中所示的耐磨涂层仅为示意，其耐磨涂层的各层厚度、金属或非金属网架尺寸、短细纤维的形状、粗细、厚度及它们与金属基底的大小比例可以与实际产品不一致。此外，本实用新型的复合耐磨结构件的表面形状不限于仅为图3所示的形状，而是可以为各种形状，主要与需修复或表面处理的金属部件有关。

本实用新型广泛适用于各种复杂型面，可灵活设计出针对不同工况的耐磨涂层结构，总体成本低；还可通过涂层设计，掌控涂层损耗进度，实现有计划的设备维修，大大减少非计划停机故障，增加设备运行安全性。本实用新型由化学涂层结构替代金属件抵抗复杂工况，大大减少了设备部件更换的频率，间接大大节省了对金属的消耗，所以本实用新型也是环保的创新。

以上公开的仅为本实用新型优选实施例。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属领域技术人员能很好地利用本实用新型。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (8)

1. 一种复合耐磨结构件，其特征在于，包括具有一经过处理的金属表面的金属基底及设置在所述金属表面上的耐磨涂层，所述耐磨涂层的形状与成品工件的形状相同；其中，所述耐磨涂层包括设置在所述金属表面上的高分子耐磨耐蚀功能层，和设置在所述金属表面与所述高分子耐磨耐蚀功能层之间的用于连接或粘接所述金属表面和所述高分子耐磨耐蚀功能层的复合材料底层，以及涂设在所述高分子耐磨耐蚀功能层外表面的平整光滑的表面涂层；其中，所述耐磨涂层厚度大于6mm，所述高分子耐磨耐蚀功能层内嵌设有金属网架加固件；或所述耐磨涂层厚度为6mm以下，所述高分子耐磨耐蚀功能层内嵌设有非金属网架加固件或者不嵌设任何加固件。

2. 根据权利要求1所述的复合耐磨结构件，其特征在于，所述金属网架是定向或不定向的钢丝网架，所述的钢丝是长条钢丝或短切钢丝。

3. 根据权利要求2所述的复合耐磨结构件，其特征在于，所述复合材料底层的厚度不超过0.1mm。

4. 根据权利要求1所述的复合耐磨结构件，其特征在于，所述高分子耐磨耐蚀功能层中均匀设置有陶瓷颗粒和金刚砂，所述陶瓷颗粒直径在1-2.5mm之间。

5. 根据权利要求1所述的复合耐磨结构件，其特征在于，所述高分子耐磨耐蚀功能层中，每1平方厘米植入设置有一根细短纤维。

6. 一种耐磨涂层，用于涂设在经过处理的金属表面，其特征在于，所述耐磨涂层包括设置在所述金属表面的高分子耐磨耐蚀功能层，和设置在所述金属表面与所述高分子耐磨耐蚀功能层之间的用于连接所述金属表面和所述高分子耐磨耐蚀功能层的复合材料底层，以及设置在所述高分子耐磨耐蚀功能层外表面的平整光滑的表面涂层；其中，所述耐磨涂层厚度大于6mm，所述高分子耐磨耐蚀功能层内嵌设有金属网架加固件；或所述耐磨涂层厚度为6mm以下，所述高分子耐磨耐蚀功能层内嵌设有非金属网架加固件或者不嵌设任何加固件。

7. 根据权利要求6所述的耐磨涂层，其特征在于，所述复合材料底层的厚度不超过0.1mm。

8. 根据权利要求6所述的耐磨涂层，其特征在于，所述高分子耐磨耐蚀功能层中，每1平方厘米植入设置有一根细短纤维。