水泵抗汽蚀、磨损防护技术的研究进展.docx

水泵抗汽蚀、磨损防护技术的研究进度水泵的汽蚀、磨蚀及其联合作用的破坏一直是水泵运转、维护及管理工作中的一个重要问题传统的表面保护材料及工艺已远远不能满足水泵抗汽蚀、磨蚀的要求。为了增强水泵过流部件表面抗汽蚀、磨蚀的能力除了采用不锈钢或其它硬质合金制造叶片、叶轮室外还对表面保护技术进行不断的试验研究。本文对其进度叙述如下：表面保护技术研究现状表面保护技术简介非金属涂层的研究我国在20世纪60、70年代就开始将环氧树脂及其复合物应用于水泵进行抗磨蚀保护。在20世纪80年代又相继开发了复合龙涂层、聚氨酯类涂层仿陶瓷涂层以及橡胶涂层等非金属涂层。另外有一些使用速钛胶、橡胶、搪瓷、陶瓷、玻璃等材料形成的非金属涂层由于加工工艺复杂等原因使用较少。20世纪90年代在工业领域还引进了美国DEVCON修复剂、ARC复合涂料、人造橡胶涂层等高分子聚合物材料。这些非金属涂层材料在泵站恶劣的使用环境下往往因涂层与金属基体结合能力差以及材料本身硬度不够很难达到预期的抗汽蚀、抗磨蚀效果。金属涂层的研究在水泵抗磨蚀表面保护技术中还广泛采用金属表面保护层。使用最多的是焊条堆焊和线材喷涂。利用不锈钢焊条的堆焊法可保证焊层与基体有很高的结合强度但堆焊法冲淡率大焊层厚而不匀且加工余量大对工作基体材料的可焊性要求高。经堆焊法处理的水泵叶片表面一般在堆焊处未发生汽蚀破坏前在堆焊点周围又快速发生新的汽蚀破坏直至堆焊层底部。线材喷涂所形成的不锈钢雾状颗粒涂层以机械结合为主不太适用于水泵冲击载荷和抗汽蚀的修复。对于一些大型的水泵工件如大口径（直径3米以上）轴流泵叶轮室可以在表面镶嵌一层不锈钢板来增加抗磨蚀能力。但这种方法需将工件送至大型水泵厂专门加工、车削、镶嵌、焊接、费用贵、周期长非一般泵泵站所能实施。合金粉末喷涂是在线材喷涂基础上发展起来的。与堆焊法相比成型美观平整厚度易于控制冲淡率小方法简便热源易得加工不受气候、场地的限制。但由于喷涂层是由高速喷射到基体表面的半熔融状态的合金粉末微粒一层一层地有规则地叠加形成的属于层状结构其物理特性具备方向性而且在喷涂过程当中每颗粉末微粒均出现凝结、收缩、变形等现象而在涂层中发展一种内应力因此合金粉末喷涂一般只用于汽蚀和磨蚀不太严重的中小型水泵的表面保护。表面保护材料和工艺的要求表面保护材料的技术要求抗磨蚀涂层必须具备（1）很高的强度和硬度以抵抗汽蚀、磨蚀的破坏；（2）具备一家的韧性以吸收冲击能量；（3）具备很高的粘结强度以保证涂层在泵内30-35米每秒的高速水流冲击下不会剥落；（4）涂层材料必须价格适中才能更好的保证在大中型泵站及量大面广的农村中小型泵站中推广使用；（5）涂层材料应无毒非易燃易爆品便于保管运输不污染周围环境。加工工艺要求为了进一步保证表面保护技术的推广和应用加工工艺必须做到：（1）工艺简单能够为不同程度的操作者所掌握；（2）加工中所用的工具（器具）应是在市场中易于购得或是一般泵站维修工作中所必备且价格适中无需特殊和昂贵的设备；（3）工艺应不受季节和周围环境的影响保证泵站在冬、春季维修期内能够进行；（4）涂层不需要特殊的保温养护涂覆后能快速固化或投入使用以缩短维修同期。合金粉末喷焊技术的进度喷焊防护技术是随着低熔点粉末材料的研制成功而在喷涂和堆焊基础上发展起来的一种金属表面保护技术。由于喷层经历重熔过程涂层致密无孔表面光滑平整具备节约材料、质量好、效率高的优点喷焊层表面硬度可高达HRC60-70可以几倍甚至十几倍的延长水泵过流部件的使用期限。喷焊合金粉末材料的优化优化要点为了进一步保证喷焊层的质量防止工件变形和涂层裂纹的产生涂层材料研究优化的技术路线为：（1）通过配比优化改变硬化相的颗粒尺寸、数量及结晶晶粒度的大小以获得合理的组织结构形态及分布状态。（2）根据水泵汽蚀、磨蚀的特点有针对性地调整材料的性能指标既保证材料优异的抗磨蚀性又可最大限度地抑制或减少裂纹的产生提高可焊性。（3）确定合理的技术参数和工艺参数改善涂层使用条件下的拘束状态。