制作水泵過流件的組合物及其方法
【專利摘要】本發明涉及一種制作水泵過流件的組合物及其方法，該組合物由白口鑄鐵和納米二硫化鉬構成。該組合物采用的納米二硫化鉬可提高水泵過流件的耐磨和耐腐蝕性能，且添加納米二硫化鉬的含量雖然較少，且還大大降低了鉻、鎳、銅和錳的含量，所以，該種水泵過流件的制作成本相對較低。
【專利說明】制作水泵過流件的組合物及其方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種制作水泵過流件的組合物和利用該組合物制作水泵過流件的方法。
【背景技術】
[0002]水泵是將液體抽送到設定揚程高度的設備，其工作原理是由葉輪高速旋轉所產生的離心力的作用下，使葉輪流道里的液體被甩向四周，壓入蝸殼后進入出水管，以將液體抽出。由此可見，水泵在工作的過程中，特別是抽渣漿液體的過程中，液體會對水泵的蝸殼和葉輪造成快速磨損，所以，水泵通常是由白口鑄鐵制成，以提高其使用壽命。所述的白口鑄鐵是斷面承銀白色的用于制作耐磨損部件的物料，在現有技術中，白口鑄鐵包括普通白口鑄鐵、低合金白口鑄鐵、中合金白口鑄鐵和高合金白口鑄鐵，其中的中合金白口鑄鐵和高合金白口鑄鐵的耐磨性能較為理想，所以，水泵通常中由中合金白口鑄鐵和高合金白口鑄鐵制成。其中的中合金白口鑄鐵主要包括鎳硬白口鑄鐵、錳白口鑄鐵、錳鎢白口鑄鐵、鎢鉻白口鑄鐵和中鉻白口鑄鐵，雖然中合金白口鑄鐵具有韌性好和強度高的性能，但因鉻為主要合金元素，如果其含量小于3%，其韌性較差，特別是鎢和鑰的價格較高，如果為降低成本，縮小鎢和鑰的含量，會影響其力學性能。高合金白口鑄鐵與中合金白口鑄鐵相比較主要是增加合金元素的含量，如高鉻白口鑄鐵中添加12 - 20%的鉻和3%左右的鑰，以及銅等其它種類的合金，雖然其具有良好的耐磨性能，但其制作成本較高。
[0003]中國專利101302597A號公開的名稱為“一種過共晶高鉻白口鑄鐵及其制備方法”中采用的各種物料及含量為:3.0- 4.5C, 15 - 35Cr,0.5 - 1.5Ti,0.5-2.5Μη，0.001 —
0.5Β，0.5 - 1.5Si。雖然該種高鉻白口鑄鐵利用硼代替鑰和銅，可降低制作成本，且添加鈦來阻礙碳化物生長，即使初生的碳化物可細化，但因制作高鉻白口鑄鐵的物料組合后不具有理想的化學穩定性和熱穩定性，且潤滑效果相對較差，所以，利用該種高鉻白口鑄鐵制作水泵耐磨性能和耐磨蝕性能相對較差；同時因稀土的價格非常高，所以，其不會降低多少成本。
[0004]
【發明內容】

本發明的目的是提供一種利用納米二硫化鑰來提高耐磨和耐磨蝕性能以解決水泵易損壞問題的制作水泵過流件的組合物。
[0005]本發明的另一個目的是提供一種利用上述組合物制作水泵過流件的方法。
[0006]本發明所提出的制作水泵過流件的組合物由白口鑄鐵和納米二硫化鑰構成，且白口鑄鐵和納米二硫化鑰的質量百分比分別為99.7 -99.9%和0.1 — 0.3%。由于納米二硫化鑰是不溶于酸、堿、有機溶劑的固體粉未，且其化學穩定性和熱穩定性非常好，比表面積大和表面活性聞，所以，白口鑄鐵中加入納米二硫化鑰粉未使其表面具有很聞的附著性和覆蓋程度，用其制作的水泵過流件具有很好的耐磨和耐腐蝕性能，同時因納米二硫化鑰粉未可覆蓋在水泵過流件的表面，且其含量含量在0.1%就能起到上述作用，而其含量大于
0.3%，也不會提高水泵過流件多少性能，且制作成本會提高，所以，納米二硫化鑰粉未的含量在0.1 — 0.3%是較好的選擇。
[0007]所述白口鑄鐵包括以下質量百分比的物料:碳2.7 -3.2% ;硅0.3-0.6 % ;錳0.7 一
1.2% ;鉻3-8% ;磷0.02 — 0.05% ;銅0.5-1.7% ;鎳0.4-2.0% ;余量為鐵和不可避免的雜質。所述白口鑄鐵中還包括質量百分比為0.3-2.2%的鑰。白口鑄鐵中鉻含量如果小于3%，會降低白口鑄鐵的硬度，如果大于8%，雖然會提高白口鑄鐵的硬度，但因有其價格也相對較高，且有二硫化鑰粉未與其配合，即便硬度相對較低也不會降低水泵過流件的使用壽命；另外，該白口鑄鐵添加有二硫化鑰粉未，可以降低鎳、銅和錳的含量。
[0008]利用上述組合物制作水泵過流件的方法包括以下步驟:首先將白口鑄鐵加入到電爐內，并將電爐內的溫度加熱到1500 - 1570°C，然后將電爐內熔化的白口鑄鐵輸入到中間包內，當中間包內的熔融態金屬溫度降低到1100 - 1182°C時，再將中間包內的熔融態金屬和上述比例的納米二硫化鑰粉未分別同步地輸入到過流件的模具內，當模具內的熔融態金屬冷卻后從中取出，經清磨毛剌和熱處理后即制成水泵過流件。制作水泵過流件的模具首先將過流件模型放入砂箱內，然后利用混合配砂的設備進行絞砂，當流入砂箱內的砂型凝固后將1吳型從箱體中取出，再向砂型的表面刷涂料，然后合箱等待燒鑄白口鑄鐵；在往砂型內(模具內)澆鑄白口鑄鐵，同時將納米二硫化鑰粉未一起輸入到的砂型內；所述熱處理水泵過流件可采用硬化處理和軟化處理兩次處理方式，其中硬化處理溫度在1050°C左右，時間在30 - 40小時，軟化處理溫度在850°C左右。所述水泵過流件包括水泵的葉輪和殼體，以及護板。
[0009]本發明所提出的組合物采用的納米二硫化鑰可提高水泵過流件耐磨和耐腐蝕性能，據檢測，利用該種組合物制作的水泵過流件比用高合金白口鑄鐵制作的水泵過流件使用壽命能提高三倍以上；同時因添加納米二硫化鑰的含量雖然較少，且還大大降低了鉻、鎳、銅和錳的含量，所以，該種水泵過流件的制作成本相對較低；另外，因在澆鑄水泵過流件的過程中，白口鑄鐵的溫度在1100 - 1182°C之間，在該溫度下加入納米二硫化鑰不會使其熔化，且納米二硫化鑰可覆蓋在水泵過流件的表面，所以，添加少量也可提其耐磨性能和耐腐蝕性能。
[0010]【具體實施方式】:
實施例1
取白口鑄鐵997Kg和納米二硫化鑰3Kg，其中的白口鑄鐵可選用合金鋼含以下百分比的物料:碳2.7 % ;娃0.6 % ;錳0.7% ;鉻8% ;磷0.02% ;銅0.5% ;鎳2.0%。在制作水泵過流件的過程中，首先將上述的白口鑄鐵加入到電爐內，然后將電爐內的溫度加熱到1500 -15700C，當電爐內的白口鑄鐵熔化后將其輸入到中間包內，當中間包內的熔融態金屬溫度降低到1100 - 1182°C時，再將中間包內的熔融態金屬輸入到過流件的模具內，在輸入熔融態金屬的過程中，同步向過流件的模具內輸入納米二硫化鑰，該納米二硫化鑰是指顆粒尺寸在I 一 100納米之間，當模具內的熔融態金屬冷卻后從中取出，經清磨毛剌和熱處理后即制成水泵過流件。清磨毛剌可采用砂輪清磨從模具中取出的水泵過流件上的毛剌；熱處理包括硬化處理和軟化處理兩次處理過程，其中的硬化處理的溫度在可控制在1050°C，時間在36小時左右，軟化處理的溫度在可控制在850°C，時間在120 — 180小時，軟化處理后降溫后即可制成水泵過流件，該水泵過流件包括葉輪、殼體和護板這三種部件。
[0011]實施例2 取白口鑄鐵999Kg和納米二硫化鑰lKg，其中的白口鑄鐵可選用合金鋼含以下百分比的物料:碳3.2 % ;娃0.3 % M 1.2% ;鉻3% ;磷0.05% ;銅1.7% ;鎳0.4%。按實施例1的方式制作水泵過流件。
[0012]實施例3
取白口鑄鐵998Kg和納米二硫化鑰2Kg，其中的白口鑄鐵可選用合金鋼含以下百分比的物料:碳3.0 % ;娃0.4 % M 1.0% ;鉻5% ;磷0.03% ;銅1.2% ;鎳1.2%。按實施例1的方式制作水泵過流件。
[0013]實施例4
取白口鑄鐵997Kg和納米二硫化鑰3Kg，其中的白口鑄鐵可選用合金鋼含以下百分比的物料 M 2.7 % ;娃 0.6 % M 0.7% ;鉻 8% ;磷 0.02% ;銅 0.5% ;鎳 2.0% ;鑰 0.3%。按實施例I的方式制作水泵過流件。
[0014]實施例5
取白口鑄鐵999Kg和納米二硫化鑰lKg，其中的白口鑄鐵可選用合金鋼含以下百分比的物料 M 3.2 % ;娃 0.3 % M 1.2% ;鉻 3% ;磷 0.05% ;銅 1.7% ;鎳 0.4% ;鑰 2.2%。按實施例I的方式制作水泵過流件。
[0015]實施例6
取白口鑄鐵998Kg和納米二硫化鑰2Kg，其中的白口鑄鐵可選用合金鋼含以下百分比的物料:碳 3.0 % ;娃 0.4 % M 1.0% ;鉻 5% ;磷 0.03% ;銅 1.2% ;鎳 1.2% ;鑰 1.5%。按實施例I的方式制作水泵過流件。
【權利要求】
1.制作水泵過流件的組合物，其特征在于:該組合物由白口鑄鐵和納米二硫化鑰構成，且白口鑄鐵和納米二硫化鑰的質量百分比分別為99.7 -99.9%和0.1 — 0.3%。
2.根據權利要求1所述的組合物，其特征在于:所述白口鑄鐵包括以下質量百分比的物料:碳 2.7 -3.2% ;硅 0.3-0.6 % ;錳 0.7 — 1.2% ;鉻 3-8% ;磷0.02 — 0.05% ;銅 0.5-1.7% ；鎳0.4-2.0% ;余量為鐵和不可避免的雜質。
3.根據權利要求2所述的組合物，其特征在于:所述白口鑄鐵中還包括質量百分比為0.3-2.2% 的鑰。
4.利用權利要求1或2或3所述的組合物制作水泵過流件的方法，其特征在于包括以下步驟:首先將白口鑄鐵加入到電爐內，并將電爐內的溫度加熱到1500 - 1570°C，然后將電爐內熔化的白口鑄鐵輸入到中間包內，當中間包內的熔融態金屬溫度降低到1100 —1182°C時，再將中間包內的熔融態金屬和上述比例的納米二硫化鑰粉未分別同步地輸入到過流件的模具內，當模具內的熔融態金屬冷卻后從中取出，經清磨毛剌和熱處理后即制成水泵過流件。
【文檔編號】B22D19/02GK103658601SQ201310588749
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年11月21日 優先權日:2013年11月21日
【發明者】趙寶巖 申請人:本溪市鑄興泵業有限公司