[发明专利]一种风机

说明书

发明领域

本发明涉及一种风机，属于机械材料领域。

背景技术

风机广泛用于工厂、矿井、隧道、冷却塔、车辆、船舶和建筑物的通风、排尘和冷却；锅炉和工业炉窑的通风和引风；空气调节设备和家用电器设备中的冷却和通风；谷物的烘干和选送；风洞风源和气垫船的充气和推进等。风机的工作原理与透平压缩机基本相同，只是由于气体流速较低，压力变化不大，一般不需要考虑气体比容的变化，即把气体作为不可压缩流体处理。

但是在实际使用时，因生产、工艺等方面的变化，需要经常调节气体的流量、压力、温度，风机在使用过程中易磨损造成寿命的减短，且由于工作温度较高，在使用过程中不耐热则容易造成使用效率的降低。

发明内容

本发明针对现有的技术存在上述问题，提出了一种具有优良的耐热性能、耐摩擦性能以及高强度的风机。

本发明的目的可通过如下技术方案来实现：所述风机包括由合金钢制成的主体以及涂覆在主体表面的钴基合金层，所述钴基合金层包括如下重量份数的成分：Co基合金60-80份、SiO₂10-15份、ZrO₂10-15份、纳米WC10-20份。所述Co基合金包括如下质量百分数的组分：C：0.79-0.85％，P：0.008-0.01％，Cr：24.7-25.2％，S：0.001-0.0015％，Fe：0.3-0.32％，Si：0.4-0.42％，Mn：0.01-0.02％，W：7.5-8.0％，Ni：10.5-10.8％，余量为Co。激光熔覆是指以不同的添料方式在被熔覆基体表面上放置被选择的涂层材料经激光辐照使之和基体表面一薄层同时熔化，并快速凝固后形成稀释度极低，与基体成冶金结合的表面涂层，激光熔覆能显著改善基层表面的耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化及电气特性，从而达到表面改性或修复的目的。在本发明激光熔覆钴基合金层中，添加的纳米WC和Co基合金熔化形成白亮色带的网状和弥散分布的点状强化相，在提升材料表面硬度的同时，也增强了材料的耐磨性能。同时，能够使制得的风机耐磨损性能有大幅度的提升，且由于金属氧化物SiO₂、ZrO₂的润湿作用，能使得磨损区域平稳，多以磨料磨损形式发生，减少了粘着磨损。

在上述一种风机中，所述合金钢包括如下质量分数的组分：C：0.08-0.12％，Cr：8.5-9.0％，W：2.5-2.8％，V：0.23-0.26％，Ta：0.16-0.20％，Mn：0.4-0.5％，Y₂O₃：0.12-0.20％，余量为Fe。

本发明风机采用钢材制成，且钢材中的Cr含量为8.5-9.0％，为高铬钢，高铬钢具有较高的强韧性、抗蠕变性能，以及良好的抗高温氧化和抗腐蚀性能，因此本发明采用上述种类的钢。

本发明在钢中加入了W，W能耐高温，而且溶于钢中会与碳形成碳化钨，能够提高钢的刚度，同时，钨能提高钢材的淬火温度，从而降低淬火时钢的晶粒生长趋势，W还能加强钢的断面组织细微化，抵抗挥霍软化。

其次，在本发明风机中，在钢材中还加入了V，V的加入能阻止奥氏体晶粒的长大，同时，V在钢中有脱酸除氧的能力，因此，在钢中加入V，能够使钢的断面结晶结实，并且，在钢中加入V，能够改善硬化能力，高温淬火加热时，能阻止其晶粒生长，因此有助于钢的结晶组织细微化。Ta的加入能提高合金的熔点、高温强度、碳化物及Y相的稳定性，从而提高钢材的质量及机械性能。

再者，在本发明风机中，在钢材中还加入了Gd，由于稀土元素Gd主要富集在钢奥氏体晶粒的晶界处，使晶界的结构与成分发生变化，对晶界起到了强化作用，提高了晶界性能；同时，虽然稀土元素Gd在钢中的固溶度比较小，但是由于原子半径的差异较大，固溶进钢中的稀土元素能够引起强烈的晶格畸变，从而使基体得到了强化，硬度也就得到了提高。

在本发明风机中，Y元素与Ti元素的质量比为0.21-0.25。在本发明风机中，通过加入稀土元素Y，能减少钢中硫元素的影响，同时能改变残留夹杂物，主要是硫化锰的形状，从而提高钢的强度。本发明还加入了Ti元素，热处理后基体中溶解的元素Y、Ti、O进行结合形成更加稳定Y-Ti-0析出相，起着强烈的弥散强化作用，其颗粒细小，能够使钢材强度增加，从而提升本发明风机的强度。本发明采用上述比例的Ti元素和Y元素，能够使生成的Y-Ti-0析出相粒度较小，且稳定性较高。

本发明的另一个目的在于提供一种风机的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：