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一种具有高耐磨性能的涂层、制备方法和制得的离心泵
申请号	CN202311765634.1	申请日	2023-12-21	公开(公告)号	CN117737728A	公开(公告)日	2024-03-22
申请人	自贡长城表面工程技术有限公司;			发明人	周伍喜; 徐召平; 雷勇; 余伟; 魏佳宁;
摘要	本发明公开了一种具有高耐磨性能的涂层、制备方法和制得的离心泵，属于涂层制备技术领域。该涂层包括以下重量百分比的组分：Ni基自熔合金粉40～50％、铸造碳化钨粉40～50％、WC13Co合金粉5～15％，余量为YG合金。本发明制备的涂层，能够使离心泵泵体和泵盖冲蚀部位的硬度、耐磨性都得到了显著提升，即使在粉末冶金、矿山等传送介质中颗粒冲蚀磨损较为严重的工况下，离心泵使用寿命也可以提高到常规高铬铸铁制备离心泵使用寿命的4‑6倍。
权利要求	1.一种具有高耐磨性能的涂层，其特征在于，包括以下重量百分比的组分： Ni基自熔合金粉40～50％、铸造碳化钨粉40～50％、WC13Co合金粉5～15％，余量为YG合金。 2.根据权利要求1所述的涂层，其特征在于，包括以下重量百分比的组分： Ni基自熔合金粉45～50％、铸造碳化钨粉45～50％、WC13Co合金粉5～10％，余量为YG合金。 3.根据权利要求1或2所述的涂层，其特征在于，包括以下重量百分比的组分： Ni基自熔合金粉48～50％、铸造碳化钨粉48～50％、WC13Co合金粉5～8％，余量为YG合金。 4.根据权利要求1或2所述的涂层，其特征在于，Ni基自熔合金粉粒径为60～200目。 5.根据权利要求1或2所述的涂层，其特征在于，铸造碳化钨粉粒径为40～80目。 6.根据权利要求1或2所述的涂层，其特征在于，WC13Co合金粉粒径为100～325目。 7.根据权利要求1或2所述的涂层，其特征在于，YG合金粒径为2～8mm，包括YG6、YG8、YG9和YG12中的至少一种。 8.根据权利要求7所述的涂层，其特征在于，YG合金包括质量比为1:2～3的YG6和YG12。 9.一种制备权利要求1～8任一项所述涂层的方法，其特征在于，按配方将各组分混合均匀，于900～1050℃烧结15～30min固化成型。 10.一种高耐磨性离心泵，其特征在于，在离心泵的泵体和泵盖内腔壁上固定有权利要求1～8任一项所述的具有高耐磨性能的涂层。
说明书全文	一种具有高耐磨性能的涂层、制备方法和制得的离心泵技术领域 [0001] 本发明属于涂层制备技术领域，具体涉及一种具有高耐磨性能的涂层、制备方法和制得的离心泵。背景技术 [0002] 离心泵是利用叶轮旋转使流体介质产生离心运动来工作的，在具体使用工况中，当液体介质中含有硬度较高的颗粒物时，在压力和速度的作用下这些高硬度的颗粒物会对离心泵的泵体造成严重的冲蚀磨损，导致泵体磨穿，从而泄漏失效。为解决离心泵的耐磨性能问题，现在通常的方案是采用高铬铸铁或增加其他耐磨材质等方式制作而成，但现有技术方案对于粉末冶金、矿山等传送介质中颗粒冲蚀磨损较为严重的工况时，耐磨性能仍需进一步提升。 [0003] 离心泵的泵体和泵盖结构相对复杂，对泵体和泵盖的内表面进行耐磨防护还需要考虑材质硬度、结合强度和制备工艺方便等因素。目前离心泵的耐磨技术方案可分为以下几种：1、对离心泵的耐磨部位进行渗氮处理(示例为CN109236661B)；2、对离心泵的耐磨部位进行喷涂硬质合金涂层处理(示例为CN110257754A)；3、在叶轮与泵壳之间设备耐磨块，在泵头壳体的内壁上设置耐磨胶泥(示例为CN209053793U)；4、对离心泵的耐磨部位增加高分子复合碳化硅陶瓷材料内衬(示例为CN108204367A)。 [0004] 虽然上述技术均能在一定程度上提升保护离心泵，但仍然存在以下不足：比如第1个渗氮方案硬度和耐磨性不能满足高冲蚀磨损工况，第2个热喷涂硬质合金涂层方案结合力和涂层厚度(一般0.3‑0.5mm)不能满足高冲蚀磨损工况，第3个耐磨块和耐磨胶泥方案运行可靠性不够，保护层容易脱落；第4个碳化硅陶瓷材料内衬方案结构复杂、韧性差，熔炼开裂。因此，如何设计一种满足工况且具有优异耐磨性的涂层至关重要。发明内容 [0005] 针对现有技术中的上述不足，本发明提供一种具有高耐磨性能的涂层、制备方法和制得的离心泵，可有效的提升工作部件的耐磨性，比如离心泵。 [0006] 为实现上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是： [0007] 一种具有高耐磨性能的涂层，包括以下重量百分比的组分： [0008] Ni基自熔合金粉40～50％、铸造碳化钨粉40～50％、WC13Co合金粉5～15％，余量为YG合金。 [0009] 进一步地，包括以下重量百分比的组分： [0010] Ni基自熔合金粉45～50％、铸造碳化钨粉45～50％、WC13Co合金粉5～10％，余量为YG合金。 [0011] 进一步地，Ni基自熔合金粉48～50％、铸造碳化钨粉48～50％、WC13Co合金粉5～8％，余量为YG合金。 [0012] 进一步地，Ni基自熔合金粉粒径为60～200目。 [0013] 进一步地，铸造碳化钨粉粒径为40～80目。 [0014] 进一步地，WC13Co合金粉粒径为100～325目。 [0015] 进一步地，YG合金粒径为2～8mm，包括YG6、YG8、YG9和YG12中的至少一种。 [0016] 进一步地，YG合金包括质量比为1:2～3的YG6和YG12。 [0017] 一种制备上述涂层的方法，按配方将各组分混合均匀，于900～1050℃烧结15～30min固化成型。 [0018] 一种高耐磨性离心泵，在离心泵的泵体和泵盖内腔壁上固定有上述具有高耐磨性能的涂层。 [0019] 本发明的有益效果： [0020] 本申请在配方中添加了了强韧性较好的YG合金颗粒，又添加了硬度和耐磨性极高的铸造碳化钨，同时辅以细颗粒的WC13Co破碎合金，有效填充大颗粒硬质相间的薄弱间隙。最终形成以镍基自熔合金为粘接相，大颗粒YG合金和铸造碳化钨为大骨架，小颗粒WC13Co破碎合金为小磨粒的微观组织结构，赋予了新型耐磨涂层极高的强度、耐冲蚀及磨损性能。 [0021] 采用本发明制备的涂层，能够使离心泵泵体和泵盖冲蚀部位的硬度、耐磨性都得到了显著提升，即使在粉末冶金、矿山等传送介质中颗粒冲蚀磨损较为严重的工况下，离心泵使用寿命也可以提高到常规高铬铸铁制备离心泵使用寿命的4‑6倍。具体实施方式 [0022] 下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。 [0023] 实施例1 [0024] 一种具有高耐磨性能的涂层，包括以下重量百分比的组分： [0025] 100目Ni基自熔合金粉45％、80目铸造碳化钨粉40％、100目WC13Co合金粉6％，余量为4mm YG合金，其中，YG合金包括质量比为1:2的YG6和YG12。 [0026] 实施例2 [0027] 一种具有高耐磨性能的涂层，包括以下重量百分比的组分： [0028] 60目Ni基自熔合金粉50％、80目铸造碳化钨粉50％、200目WC13Co合金粉5％，余量为2mm YG合金，其中，YG合金包括质量比为1:3的YG6和YG12。 [0029] 实施例3 [0030] 一种具有高耐磨性能的涂层，包括以下重量百分比的组分： [0031] 200目Ni基自熔合金粉40％、40目铸造碳化钨粉40％、160目WC13Co合金粉15％，余量为8mm YG合金，其中，YG合金包括质量比为1:2的YG6和YG12。 [0032] 对比例1 [0033] 与实施例1相比，配方中缺少YG6，其余组分与实施例1相同。 [0034] 对比例2 [0035] 与实施例1相比，配方中缺少WC13Co合金，其余组分与实施例1相同。 [0036] 对比例3 [0037] 与实施例1相比，采用钴基合金替换配方中的镍基自熔合金，其余组分与实施例1相同。 [0038] 对比例4 [0039] 与实施例1相比，采用钴基合金替换配方中的镍基自熔合金，同时，采用VC‑Co硬质合金替换配方中的WC13Co合金，其余组分与实施例1相同。 [0040] 实验例 [0041] 采用实施例1和对比例1～4获得的涂层来制备高耐磨性离心泵，具体过程如下： [0042] 1、按离心泵泵体、泵盖尺寸制作砂型型腔。 [0043] 2、按配方将各组分混合均匀后，在900‑1050℃烧结15～30分钟，确保烧结体固化成形。 [0044] 3、将烧结好的混合材料块固定在泵体和泵盖的砂型腔内壁，并对型腔进行加热处理。 [0045] 4、将熔化的耐磨钢水脱氧处理后注入型腔整体浇注。 [0046] 5、对相关位置进行机械加工满足装配要求。 [0047] 制作完成后，采用磨粒磨损试验机检测磨损量，并以常规高铬铸铁样块作为对照，结果见表1。 [0048] 表1磨损量 [0049] [0050] 根据表1的数据可知，采用本申请技术方案制备的耐磨涂层，其耐磨性相较于常规的高铬铸铁样块提高了3.15倍，耐磨性大大提升。而相较于对比例1和2，由于配方中缺少了部分组分，与本申请技术方案相比并不完整，其耐磨效果不仅无法与本申请技术方案相比，相较于常规的高铬铸铁样块来说，其耐磨性也并不具备明显优势，表明其并不具备优异的耐磨功效。而对比例3和4则是采用钴基合金、VC‑Co硬质合金替换了配方中的镍基自熔合金、WC13Co合金，所形成的涂层具有一定的耐磨性，但相较于本申请而言仍然存在2～3倍的差距。可见，只有在本申请技术方案中各组分的配合下，才能制备得到具有优异耐磨功效的涂层，并起到使离心泵使用寿命延长4‑6倍的功效。 [0051] 最后应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。