水泵抗汽蚀-磨损防护技术的研究进展

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 水泵抗汽蚀磨损防护技术的研究进 展 摘要：水泵的汽蚀、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。 中国论文网 /2/view-12897162.htm 关键词：汽蚀，磨损，性能，试 验 Abstract: the water pump cavitation erosion and the joint action, -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 destruction has been pump operation, maintenance and management work in an important problem, and the traditional surface protection material and technique already far from meeting the water pump cavitation erosion resistance, the requirements. In order to enhance water pump flow components surface resistance, abrasion cavitation ability, besides using stainless steel or other hard alloy manufacture blade, the impeller outdoor, also on the surface protection technology of continuing the experimental research. Keywords: cavitation, wear, performance, test 中图分类号： U464.138+.1 文献 标识码：A 文章编号： 水泵的汽蚀、磨蚀及其联合作用 的破坏一直是水泵运行、维护及管理工 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 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。 本文对其进展叙述如下： 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 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 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，在堆焊点周围又迅速发生新的汽 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 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 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，其物理特性具有方向性， 而且在喷涂过程中，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 涂层必须具有 （1）很高的强度和硬度以抵抗 汽蚀、磨蚀的破坏； （2）具有一家的韧性，以吸收 冲击能量； （3）具有很高的粘结强度，以 保证涂层在泵内 30-35 米每秒的高速水 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 流冲击下不会剥落； （4）涂层材料必须价格适中， 才能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。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 合金粉末喷焊技术的进展 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，具有节约材料、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寿命。 喷焊合金粉末材料的优化 优化要点为了保证喷焊层的质量， 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