[发明专利]一种耐磨蚀耐热冲击叶轮式流体机械叶片及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及叶轮式流体机械，特别涉及叶轮式流体机械的耐磨蚀耐热冲击叶片。

背景技术

叶轮式流体机械广泛应用于发电、冶金、化工、水利、环保等行业。流体机械的叶片等过流部件由于受到空蚀和沙砾的联合损伤，导致金属表面发生破坏，产生振动和噪音，造成设备效率降低，频繁大修，甚至短期报废。如何解决水泵或水轮机的空蚀和泥沙磨损问题日益成为工程建设中关键技术难题之一。磨蚀问题还广泛存在于船舶、石油、化工、国防等部门，因此受到了国内外广泛关切。

目前叶轮式流体机械防护措施主要是在过流部件表面安装防护衬套或者在过流部件表面喷涂耐磨材料。在过流部件表面安装防护衬套是一种有效的磨损控制方法，200820155648.6 实用新型公开了一种渣浆泵用耐磨护套改进结构，200720063992.8公开了一种耐磨陶瓷内衬渣浆泵，这些衬套对泵过流部件具有一定的防护作用，但是这些衬套结构和固定方式复杂，更换费时费力。   

陶瓷或金属陶瓷热喷涂作为一种高效的表面防护技术，近年来受到了高度重视。在过流部件表面喷涂耐磨陶瓷或金属陶瓷能显著提高过流部件的耐磨蚀性能。然而由于陶瓷具有热敏感性，陶瓷涂层与被喷涂部件材料及材料的热力学性能不同，在受到热冲击的时候，大面积的陶瓷或金属陶瓷涂层由于与被喷涂材料热胀冷缩程度不一致，易产生裂纹并导致涂层剥落，造成过流部件磨损防护措施失效，大大缩短叶轮的寿命。目前叶轮式流体机械缺乏一种耐磨蚀、耐热冲击的叶片或叶片防护措施。 

发明内容

针对目前叶轮式流体机械叶片存在的不足之处，本发明提出了一种耐磨蚀耐热冲击叶片。本发明的叶片表面喷涂陶瓷或者金属陶瓷，喷涂层中夹杂金属网。

本发明所述的耐磨蚀耐热冲击叶轮式流体机械叶片，是在过流部件表面有陶瓷或者金属陶瓷喷涂层，喷涂层中设有金属网。

上述耐磨蚀耐热冲击叶轮式流体机械叶片的制备方法如下：在叶片表面固定（点焊）一层金属网，在金属网格间喷涂陶瓷或者金属陶瓷，最后将突出于喷涂层之上的金属网打磨平整。这样处理过的叶片不但具有良好的耐磨蚀性能，由于叶片表面的喷涂层被分割成小块，当受到热冲击时，陶瓷或金属陶瓷层挤压金属网，避免喷涂层产生裂纹并导致脱落。本发明涉及的叶片表面处理方法同样适用于流体机械其它过流部件的表面防护处理。 

附图说明

图1是本发明耐磨蚀耐热冲击叶片轴面投影图。

图2是本发明耐磨蚀耐热冲击叶片工作面平面投影图。

1-金属网，2-陶瓷或金属陶瓷涂层，A-叶轮出口，B-叶轮进口。

具体实施方式

如图1、图2，以泵为例，叶轮在动力驱动下旋转时，叶轮对输送介质做功，输送介质在叶轮内发生离心旋转运动，在叶轮进口B处产生局部低压，介质内所含气泡溢出并发生气蚀，对泵叶片表面造成磨蚀。输送介质从叶轮进口B被吸入，从叶轮出口A排出，到达出口A时，具有最大的压力。由于介质离开叶轮后，流动空间迅速增大，流速和静压迅速降低，在叶轮出口附近发生气蚀，对叶片出口处表面造成严重破坏。 

当输送介质中含有磨粒时，磨粒对过流部件表明产生剧烈冲撞，使材料表面被划伤而遭到明显的磨损。如果叶片表面没有喷涂层，则在气蚀和磨粒磨损的双重作用下，叶片表面很快被磨蚀。磨蚀产生振动和噪音，降低流体机械效率。

采用本发明的耐磨耐热冲击叶片后，除了金属网1外，叶片表面绝大部分为陶瓷或金属陶瓷喷涂层2，喷涂层具有很高的耐磨蚀性能，能对过流部件表面起到磨蚀防护作用。

当叶轮机械过流骤热介质时，叶片表面的陶瓷或金属陶瓷喷涂层2和金属网1同时发生热胀，而金属叶片基体未产生热胀，对表面层的热胀产生约束挤压力，由于陶瓷或金属陶瓷喷涂层2比金属网1硬度大，陶瓷或金属陶瓷喷涂层2对金属网1产生挤压，使金属丝产生变形，缓解了喷涂层内的热应力，避免了陶瓷或金属陶瓷喷涂层2产生裂纹及脱落，反之亦然。