一种水泵叶轮表面超音速火焰喷涂纳米超硬复合涂层的制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102925848A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102925848A(43)申请公布日2013.02.13(21)申请号201210437619.X(22)申请日2012.11.06(71)申请人华北水利水电学院地址450011河南省郑州市金水区北环路36号(72)发明人张瑞珠李静瑞肖明严大考罗斌郭鹏(74)专利代理机构郑州红元帅专利代理事务所(普通合伙)41117代理人王瑞丽(51)Int.Cl.C23C4/12(2006.01)C23C4/06(2006.01)C23C4/18(2006.01)权利要求书权利要求书11页页说明书说明书33页页(54)发明名称一种水泵叶轮表面超音速火焰喷涂纳米超硬复合涂层的制备方法(57)摘要本发明公开了一种水泵叶轮表面超音速火焰喷涂纳米超硬复合涂层的制备方法，采用如下步骤：第一步，表面处理：清洗机件需要喷涂表面的油脂污物；第二步，预热：对机件进行预热，且控制基材温度不超过100℃；第三步，表面磨光：在预热后，将机件的表面进行打磨处理，去除高温氧化层；第四步，喷涂：采用超音速火焰喷涂工艺在水泵叶轮表面基体上制备纳米结构WC-8Co超硬复合涂层；第五步，冷却处理：喷涂后的机件采用空冷自然冷却方式，避免涂层变形。本发明涂层的结合强度和显微硬度高，组织结构致密，具有优异的抗磨蚀性能，可有效增强水泵的抗磨损的能力，并显著提高水泵的使用寿命。CN1029584ACN102925848A权利要求书1/1页1.一种水泵叶轮表面超音速火焰喷涂纳米超硬复合涂层的制备方法，其特征在于：采用如下步骤：第一步，表面处理：清洗机件需要喷涂表面的油脂污物；第二步，预热：对机件进行预热，且控制基材温度不超过100℃；第三步，表面磨光：在预热后，将机件的表面进行打磨处理，去除高温氧化层；第四步，喷涂：采用超音速火焰喷涂工艺在水泵叶轮表面制备纳米WC-8Co金属陶瓷涂层；第五步，冷却处理：喷涂后的机件采用空冷自然冷却方式，避免涂层变形。2.根据权利要求1所述的一种水泵叶轮表面超音速火焰喷涂纳米超硬复合涂层的制备方法，其特征在于：所述第四步中，纳米结构WC-8Co粉末粒度为1~45μm，超音速火焰喷涂设备燃料为煤油和氧气，煤油流量为15~40L/h，氧气流量为30~80m3/h，喷涂距离200~400mm，送粉速度为30~120g/min。3.根据权利要求1或2所述的一种水泵叶轮表面超音速火焰喷涂纳米超硬复合涂层的制备方法，其特征在于：所述涂层厚度为0.5-1mm。4.根据权利要求3所述的一种水泵叶轮表面超音速火焰喷涂纳米超硬复合涂层的制备方法，其特征在于：所述第一步中，对工件需喷涂的表面进行喷砂处理。5.根据权利要求4所述的一种水泵叶轮表面超音速火焰喷涂纳米超硬复合涂层的制备方法，其特征在于：所述涂层的硬度为HRC60-65。6.根据权利要求5所述的一种水泵叶轮表面超音速火焰喷涂纳米超硬复合涂层的制备方法，其特征在于：所述第四步中，超音速火焰喷涂设备的煤油流量为19L/h，氧气流量为41m3/h，喷涂距离370mm，送粉速度80g/min，涂层厚度为0.4mm。7.根据权利要求5所述的一种水泵叶轮表面超音速火焰喷涂纳米超硬复合涂层的制备方法，其特征在于：所述第四步中，超音速火焰喷涂设备的煤油流量为20L/h，氧气流量为54m3/h，喷涂距离380mm，送粉速度100g/min，涂层厚度为0.6mm。2CN102925848A说明书1/3页一种水泵叶轮表面超音速火焰喷涂纳米超硬复合涂层的制备方法技术领域[0001]本发明属于金属表面喷涂技术领域，涉及水力机械抗磨蚀表面的强化处理，特别是一种水泵叶轮表面超音速火焰喷涂纳米超硬涂层的制备方法。背景技术[0002]我国已建成各类固定机电抽水泵站46.9万处，装机容量3784万千瓦。由于水流在高速旋转的泵内对泵的过流部件表面造成冲刷和磨蚀，尤其是含沙量比较大的黄河水对水泵过流部件的冲蚀更是严重。磨损破坏主要在水泵的叶轮、水泵内腔、导叶体等过流部件的表面，磨损破坏使泵的性能、功率下降，严重时甚至断流，影响了泵站的安全经济运行，造成巨大经济损失。水泵的气蚀、磨蚀及其联合作用的破坏一直是水泵运行、维护及管理工作中的一个重要问题，传统的表面保护技术已远远不能解决这个问题，寻求提高水泵的抗气蚀、磨蚀性能的重任已迫在眉睫。发明内容[0003]本发明的目的就在于提供一种水泵叶轮表面纳米超硬涂层的制备方法，使用超音速火焰喷涂技术对水泵叶轮表面进行热喷涂，从而提高水泵叶轮的表面硬度、耐磨性和耐蚀性，达到延长水泵叶轮的使用寿命的目的。[0004]本发明采用以下技术方案：一种水泵叶轮表面超音速火焰喷涂纳米超硬涂层的制备方法，采用如下步骤：第一步，表面