一种耐磨泵体及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种耐磨泵体及其制造方法，泵体包括内衬本体和外壳，内衬本体的材质为结合碳化硅陶瓷，内衬本体在泵体的隔舌部位设有孔腔，在孔腔内嵌有第一预烧耐磨板，第一预烧耐磨板的材质为碳化硅或氮化硅；孔腔与第一预烧耐磨板两者的轮廓相适应。制造方法的步骤包括将表面涂有有机胶的第一预烧耐磨板固定在模具内与泵体隔舌对应的位置；将混合料浇注在模具内，待混合料硬化后得到嵌有第一预烧耐磨板的内衬本体坯件，并对其进行干燥；加热直至有机胶烧蚀；最后将内衬本体、外壳和第一预烧耐磨板结合成一个整体。本发明专利技术提供的耐磨泵体及其制造方法，能延长泵体的使用寿命，且其质量稳定，易于生产加工。易于生产加工。易于生产加工。

【技术实现步骤摘要】
一种耐磨泵体及其制造方法


[0001]本专利技术涉及回转动力泵设备领域，尤其涉及一种耐磨泵体及其制造方法。

技术介绍

[0002]在选矿和冶炼等行业，经常要用离心泵输送一些有磨蚀性的固液两相流，这时常选用耐磨泵。常见的耐磨泵由Cr26、Cr15Mo3等耐磨合金或橡胶等耐磨材料制造，这些耐磨材料制造的泵在很多工况下难以满足使用要求。
[0003]众所周知，耐磨陶瓷有比耐磨合金高得多的耐磨性，如碳化硅陶瓷、氮化硅陶瓷、氧化铝陶瓷、双相烧结陶瓷等，其耐磨性可比耐磨合金高数倍甚至数十倍。CN108533501A等文件公开了一些陶瓷材质耐磨泵体的技术方案。从目前的技术状况看，制造耐磨泵体的陶瓷材质主要是氧化铝(Al2O3)、氮化硅(Si3N4)、碳化硅(SiC)、双相烧结陶瓷等几种材质。其中氧化铝陶瓷的耐磨性相对较差，且不易于大型化，在耐磨泵对耐磨性和大型化均有要求的领域受到明显限制；氮化硅由于工艺原因，其成本较高，也难以应用；碳化硅陶瓷有极好的耐磨性，成本也相对较低，但由于工艺原因，难以大型化，使其应用也受到限制；结合碳化硅陶瓷是由碳化硅为主相和结合相结合而成的一种材料，其中主相碳化硅的耐磨性好、成本较低；结合相的作用是将主相的颗粒结合成一体。根据结合相的不同，结合碳化硅陶瓷的种类有多种，常见的有：氮化硅结合碳化硅、氧化物结合碳化硅、氮氧化物结合碳化硅、赛隆结合碳化硅等。上述几种结合碳化硅陶瓷的显微结构和制造工艺均类似。显微结构均为结合相以网络状将主相颗粒包覆，其中碳化硅重量比约为70-90％，结合相的重量比约为10-30％。上述几种结合碳化硅陶瓷由于在烧结过程中尺寸几乎不发生变化，且网络状的结合相中包含有一定数量的微小气孔。这些微小气孔不仅有利于烧结时不产生开裂等缺陷，有利于泵体的大型化，而且有利于泵体在运行时吸收冲击的能量，提高材料的耐冲击性能。因此，结合碳化硅陶瓷近年来在耐磨泵的领域发展较快，不但成本较低，耐磨性也较好，目前已能用于制造较大尺寸的泵体。
[0004]氮化硅结合碳化硅的制造工艺是：将约70-75％重量的碳化硅颗粒和20-25％重量的硅粉和结合剂混合，成型后干燥，放入氮化炉中加热至1410-1430℃，通入高纯氮气，氮气和硅粉反应生成氮化硅，生成的氮化硅呈网络状将碳化硅颗粒包覆，并形成有一定强度的结合体。有时为提高某些性能，混合料中还会加入少量(一般不超过5％)的氧化铝、氧化硅、莫莱石等。
[0005]氧化物结合碳化硅的制造工艺是：将约70-75％重量的碳化硅颗粒和20-25％重量的硅粉和结合剂(有时还加入少量氧化铝、氧化钙、莫莱石等提高某些性能)混合，成型后干燥；放入烧结炉中加热至1410-1430℃，空气中的氧气和硅粉反应生成二氧化硅，生成的二氧化硅呈网络状将碳化硅颗粒包覆，并形成有一定强度的结合体。
[0006]氧氮化物结合碳化硅的制造工艺是：将碳化硅颗粒、硅粉、二氧化硅、粘土和结合剂混合，成型后干燥，放入烧结化炉中加热至1410-1430℃，通入氮气反应生成氧氮化硅呈网络状将碳化硅颗粒包覆，并形成有一定强度的结合体。
[0007]赛龙结合碳化硅的制造艺是：将碳化硅颗粒、硅粉、氧化铝、结合剂混合，成型后干燥，放入烧结化炉中加热至1410-1430℃，通入氮气反应生成的赛龙呈网络状将碳化硅颗粒包覆，并形成有一定强度的结合体。
[0008]然而，上述几种结合碳化硅泵体在应用于介质中有大颗粒的工况时效果较差，特别是在泵体的隔舌部位，其磨损速度是其它部位的三倍以上。这种情况导致泵体的寿命大大低于预期，其原因是结合碳化硅陶瓷中结合相的耐磨性较主相的耐磨性要差得多，当结合相被磨损后，主相颗粒会因没有结合相的把持而脱落。为解决这一问题，CN208950968U公开了一种耐磨碳化硅陶瓷蜗壳，如图19所示，包括壳体1和固设于壳体1内壁上的耐磨内衬层2，在耐磨内衬层2的隔舌3处设有耐磨块4。优选的方案，耐磨内衬层由碳化硅陶瓷材料制成，耐磨块由碳化硅陶瓷、氮化硅结合碳化硅陶瓷或氧化硅结合碳化硅陶瓷制成。这种方案存在以下问题：
[0009]1)耐磨块的固定问题：设置耐磨块4的原因是其耐磨性明显高于耐磨内衬层2。该方案将耐磨块设置在耐磨内衬层2的隔舌处，而隔舌3是耐磨内衬层2上一个凸出的部位，将耐磨块4固定在该处不但难度大，可靠性也不高；即便制造时可以可靠的固定，但在使用中由于耐磨内衬层2的耐磨性明显低于耐磨块4，当耐磨块4周边的耐磨内衬层被磨损后，耐磨块4固定的可靠性就成为一个问题。一旦耐磨块4脱落，泵体的寿命将大大低于预期。
[0010]2)耐磨块的安放问题：耐磨块4是在耐磨内衬层2烧结后再安放上去的，这就要求耐磨内衬层2和耐磨块4之间有合适的间隙。间隙太小，耐磨块4难以安放到位；间隙太大，间隙内的树脂易被磨损，并导致耐磨块脱落。由于耐磨块4所处的隔舌部位形状复杂，无论是耐磨块4还是内衬层2均难以通过进行机械加工以保证二者的配合精度以保证二者之间有较小的配合间隙。
[0011]3)耐磨块4的尺寸越大，在内衬2上设置的安放耐磨块4的凹槽形状就越复杂，制造的难度就越大。
[0012]4)耐磨块4是在内衬2烧结完成后再放入凹槽内的，显然，如果不通过粘接剂粘接，耐磨块4会从所述凹槽内向过流面方向脱出，这使得耐磨块4的固定可靠性较差。
[0013]综上所述，现有技术的陶瓷泵体存在可靠性差，质量不稳定，制造工艺难度大的问题。

技术实现思路

[0014]本专利技术的目的是提供一种耐磨泵体及其制造方法，能延长泵体的使用寿命，且其质量稳定，易于生产加工。
[0015]为实现上述目的，本专利技术提供一种耐磨泵体，包括内衬本体和外壳，所述内衬本体的材质为结合碳化硅陶瓷，所述内衬本体在泵体的隔舌部位设有孔腔，在所述孔腔内嵌有第一预烧耐磨板，所述第一预烧耐磨板的材质为碳化硅或氮化硅；孔腔与第一预烧耐磨板两者的轮廓相适应。
[0016]作为本专利技术的进一步改进，所述外壳和内衬本体之间设置有缓冲层，所述缓冲层内含有第一粘接剂；第一粘接剂中含有耐磨颗粒，所述耐磨颗粒包括碳化硅、刚玉、石榴石、氮化硅、石英的一种或其任意组合。
[0017]作为本专利技术的更进一步改进，所述第一预烧耐磨板沿泵体的轴向尺寸b1大于泵体
配套叶轮的出口的宽度b。
[0018]作为本专利技术的更进一步改进，第一预烧耐磨板在一个距过流面较远的截面上的轮廓尺寸大于其在另一个距过流面较近的平行截面上的轮廓尺寸。
[0019]作为本专利技术的更进一步改进，所述第一预烧耐磨板的外侧表面部分或全部和缓冲层粘接成一体。
[0020]作为本专利技术的更进一步改进，所述第一预烧耐磨板的外侧表面或内侧表面上局部或全部覆盖有和内衬本体整体成形的结合碳化硅陶瓷层。
[0021]作为本专利技术的更进一步改进，所述第一预烧耐磨板由至少两块陶瓷板拼合而成。
[0022]作为本专利技术的更进一步改进，所述孔腔与第一预烧耐磨板两者的接合部位设置有空气隙，所述空气隙平均宽度不超过1mm，在空气隙中填充有第二粘接剂本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐磨泵体，包括内衬本体(300)和外壳(100)，其特征在于，所述内衬本体(300)的材质为结合碳化硅陶瓷，所述内衬本体(300)在泵体的隔舌部位设有孔腔(301)，在所述孔腔(301)内嵌有第一预烧耐磨板(400)，所述第一预烧耐磨板(400)的材质为碳化硅或氮化硅；孔腔(301)与第一预烧耐磨板(400)两者的轮廓相适应。2.根据权利要求1所述的一种耐磨泵体，其特征在于，所述外壳(100)和内衬本体(300)之间设置有缓冲层(200)，所述缓冲层(200)内含有第一粘接剂；第一粘接剂中含有耐磨颗粒，所述耐磨颗粒包括碳化硅、刚玉、石榴石、氮化硅、石英的一种或其任意组合。3.根据权利要求1所述的一种耐磨泵体，其特征在于，所述第一预烧耐磨板(400)沿泵体的轴向的尺寸b1大于泵体配套叶轮的出口的宽度b；第一预烧耐磨板(400)在一个距过流面较远的截面上的轮廓尺寸大于其在另一个距过流面较近的平行截面上的轮廓尺寸。4.根据权利要求1所述的一种耐磨泵体，其特征在于，所述第一预烧耐磨板(400)的外侧表面部分或全部和缓冲层(200)粘接成一体。5.根据权利要求1至4任意一项所述的一种耐磨泵体，其特征在于，所述第一预烧耐磨板(400)的外侧表面或内侧表面上局部或全部覆盖有和内衬本体(300)整体成形的结合碳化硅陶瓷层。6.根据权利要求1至4任意一项所述的一种耐磨泵体，其特征在于，所述第一预烧耐磨板(400)由至少两块陶瓷板拼合而成。7.根据权利要求1至4任意一项所述的一种耐磨泵体，其特征在于，所述孔腔(301)与第一预烧耐磨板(400)两者的接合部位设置有空气隙，所述空气隙平均宽度不超过1mm，在空气隙中填充有第二粘接剂。8.根据权利要求1至4任意一项所述的一种耐磨泵体，其特征在于，所述内衬本体(300...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖琼，
申请(专利权)人：广州市拓道新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：