[发明专利]一种防腐耐磨耐高温防垢成本低清洁度高的汽车用水泵

摘要

一种汽车用水泵，其包括一泵体和安装于所述泵体内部的叶轮，泵体包括：铜合金泵体、泵体外表面的碳化钨系陶瓷材料层和泵体内表面的碳化硼系陶瓷材料层，所述叶轮包括钛合金叶轮本体和叶轮本体外氮化硼系陶瓷材料层；通过在钛合金和铜合金表面涂覆陶瓷材料，提高材料的防腐、耐磨、耐高温性能。

主权项

一种汽车用水泵，其包括一泵体和安装于所述泵体内部的叶轮，所述叶轮包括钛合金叶轮本体和叶轮本体外氮化硼系陶瓷材料层；泵体包括：铜合金泵体、泵体外表面的碳化钨系陶瓷材料层和泵体内表面的碳化硼系陶瓷材料层，其特征在于，钛合金叶轮本体化学组成为（重量）： Zn：19﹪、Al：9﹪、Mo： 2.8﹪、Si：1.7﹪、Co：0.89﹪、Cu：0.48﹪、Fe：0.27﹪， Cr：0.18﹪、Zr：0.078﹪、La：0.039﹪、Ta：0.036﹪，B：0.017﹪，余量为Ti以及不可避免的杂质；钛合金叶轮本体制备方法：包括以下步骤：按照上述比例配制合金，合金材料熔炼、浇注：熔炼温度：1819℃，浇注温度为1758℃；脱模后，得到的叶轮本体进行热处理：首先将叶轮进行加热，升温至1000℃，升温速率300℃/小时，保温10小时，后降温至600℃，降温速率100℃/小时，保温10小时，后升温至750℃，降温速率100℃/小时，保温8小时，后再次降温至500℃，降温速率50℃/小时，保温4小时，后再次降温至200℃，降温速率40℃/小时，保温8小时，后空冷至室温，之后对叶轮本体表面进行酸洗和钝化处理，其中：酸洗液组成为（重量）：采取98%浓H₂SO₄ 117份，36.5%的HCL 38份，丙酸1.7份，乙二胺18份、烷基咪唑啉季铵盐4份；水38份；钝化液组成为（重量）：N‑(2‑氨基乙基)‑3‑氨基丙基甲基二甲氧基硅烷19份，2‑(3，4‑环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷2.7份，硫酸5.8份，聚酰亚胺5.9份，氟硼酸钠2.7份，二烷基二硫代磷酸氧钼1.7份，水117份；对钝化后的叶轮本体进行涂覆外氮化硼系陶瓷材料层；通过涂覆在叶轮表面形成氮化硼系陶瓷材料层，氮化硼系陶瓷材料层厚度0.4mm，氮化硼系陶瓷材料层包括（重量）：氮化硼106份，氧化锆68份，碳化钛39份，氮化钛16份，氧化铬4份，将涂覆后的叶轮进行加热，升温至800℃，升温速率200℃/小时，保温3小时，后降温至500℃，降温速率100℃/小时，保温5小时，后再次降温至200℃，降温速率50℃/小时，保温10小时，后空冷至室温，得到最终叶轮，铜合金泵体化学组成为（重量）：Al：23﹪、Mg：11.6﹪、Si：5.9﹪、Zn：4.7﹪、Ti：0.59﹪、V：0.67﹪，Cr：0.36﹪、Fe：0.18﹪，Y：0.089﹪、Zr：0.076﹪、Ni 0.078﹪、Mn ：0.059﹪，B：0.018﹪，余量为Cu以及不可避免的杂质；铜合金泵体制备方法：包括以下步骤：按照上述比例配制合金，合金材料熔炼、浇注，熔炼温度：1120℃；脱模后，得到的泵体进行热处理：首先将泵体进行加热，升温至700℃，升温速率100℃/小时，保温6小时，后降温至400℃，降温速率50℃/小时，保温5小时，后升温至600℃，升温速率100℃/小时，保温4小时，后再次降温至400℃，降温速率75℃/小时，保温10小时，后再次降温至150℃，降温速率30℃/小时，保温5小时，后空冷至室温，之后对泵体表面进行酸洗和钝化处理，其中：酸洗液组成为（重量）：采取丙酸29份，36.5%的HCL 17份，烷基咪唑啉季铵盐17份，98%浓H₂SO₄ 2.8份，乙二胺1.7份、水300份；钝化液组成为（重量）：2‑(3，4‑环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷58份，N‑(2‑氨基乙基)‑3‑氨基丙基甲基二甲氧基硅烷27份，硫酸14份，聚酰亚胺4份，氟硼酸钠4份，二烷基二硫代磷酸氧钼2.7份，水58份；对钝化后泵体外表面进行涂覆碳化钨系陶瓷材料；通过涂覆在泵体外表面形成碳化钨系陶瓷材料层，碳化钨系陶瓷材料层厚度0.6mm，碳化钨系陶瓷材料层包括（重量）：碳化钨57份，碳化硅38份，碳化铬14份，氮化钛 4份，将涂覆后的泵体进行加热，升温至650℃，升温速率50℃/小时，保温8小时，后降温至500℃，降温速率100℃/小时，保温6小时，后再次降温至400℃，降温速率75℃/小时，保温10小时，后空冷至室温，之后对泵体内表面进行涂覆碳化硼系陶瓷材料；通过涂覆在泵体内表面形成碳化硼系陶瓷材料层，碳化硼系陶瓷材料层厚度0.5mm，碳化硼系陶瓷材料层包括（重量）：碳化硼39份，碳化铬 27份，碳化钛16份，氮化钛9份，将涂覆后的泵体进行加热，升温至700℃，升温速率200℃/小时，保温4小时，后降温至500℃，降温速率100℃/小时，保温8小时，后再次降温至200℃，降温速率50℃/小时，保温10小时，后空冷至室温，得到最终泵体。