[发明专利]复合泵叶轮及其制造方法

说明书

本发明的复合泵叶轮及其制造方法，复合泵叶轮包括聚酯类纤维形成的工程塑料基体；热塑性聚合物形成的弹性体；以及相容剂，相容剂将弹性体穿插于工程塑料基体中以用于聚合形成高强度的复合网状结构，其中，工程塑料基体是聚对苯二甲酸丙二醇酯，弹性体选取的是热塑性聚酯弹性体、聚烯烃弹性体中的一种或两种，相容剂是乙烯‑醋酸乙烯共聚物，从而，复合泵叶轮具有高机械强度和良好的稳定性能，有效解决电化学腐蚀问题。

技术领域

本发明涉及一种复合材料，具体地说，是一种适用于制造海水泵叶轮的高强度复合泵叶轮及其制造方法。

背景技术

水泵是一种用来抽送各种不同液体的旋转机械，水泵的运转可靠性与使用寿命在一定程度上与被抽送的液体介质对水泵过流叶轮所采用的腐蚀程度有关，但是要正确做到选择水泵叶轮的材料是不容易的。尤其是海水泵叶轮的材料，更会遇到许多困难。作为海水泵叶轮的理想材料，不仅应该具有很高的抗腐蚀性能，而且还应该具有十分良好的铸造工艺性和机械加工性能。除此之外，它还应该具有一定的可得性和经济性。

在选择水泵叶轮制造材料时应该考虑如下主要的因素：叶轮材料机械强度、耐腐蚀性能、耐电化学腐蚀强度、耐冲刷腐蚀性能以及材料的经济性等。考虑到海水泵的具体工作条件，海水是一种腐蚀性介质，对大多数合金和金属均具有腐蚀性，而且腐蚀速度还比较大。同时，海水是具有一定导电性的电解液，当不同的金属或者合金在海水中接触时，由于金属或者合金在海水中具有不同的电极电位，就会产生原生电池的作用，从而使电极电位较低的金属或者合金产生溶解，所以在海水中应特别注意上述的耐腐蚀性和耐电化学腐蚀的特性。

一般情况下，水泵的叶轮所采用的材料由如下几种：1、铸铁，因来源充足，价格便宜而被运用于水泵的制备上，但是，在实际应用中，铸铁(这里所涉及的均为一般铸铁，不包括某些合金铸铁)作为直接抽送海水的泵叶轮材料具有一定的使用局限性，在海水腐蚀试验以及对近海和远洋船舶进行调查之后得以发现铸铁海水泵和铸铁叶轮材料所产生的锈蚀现象以及不良后果；2、钢和不锈钢，也被经常用来作为海水泵叶轮的材料，尤其是不锈钢，其中，奥式体不锈钢在海水中的腐蚀非常的微弱，即使在高流速条件下也显示出良好的耐蚀性，但是钢和不锈钢的利用也是受到一定的限制，除了某些不锈钢的价格问题之外，还有其他的一些原因，如以铸造性能为例，铸钢的工艺比较复杂，对于某些结构形状较为复杂的零件，铸钢无法完成，另外，蒙乃尔合金是目前被公认为作为的耐腐蚀材料，但是对于复杂形状的叶轮的成型，报废率相当高；3、铜合金，现有很多海水泵的泵壳和叶轮用黄铜合金和青铜合金制备而成的，上述的这些材料具有良好的使用寿命和机械性能，但是在黄铜合金或者青铜合金中必须添加很多其他的金属元素如锡、锌、铅、镍、铬等，必须要考虑其在海水这种电解液中是否会产生强烈的电位腐蚀问题；4、塑料，众所周知，有很多塑料在海水中具有极为优良的抗腐蚀性能和稳定性能，以塑料代替金属来制造用于抽送包括海水在内的腐蚀性液体的水泵叶轮，不仅会给泵的制造带来极大的经济效果，而且能够使泵的运转性能指标得到改善。一般来说塑料的主要优点是质量轻，具有优越的化学稳定性和加工成型性能，相比金属具有更好的耐腐蚀性能，但一般塑料的强度不及金属，影响其使用效果。现有用尼龙塑料(聚酰胺类塑料)制作船用的泵叶轮，但是其强度和有些金属相比还是具有一定的差距。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种复合泵叶轮及其制造方法，其具有高机械强度和良好的稳定性能，有效解决电化学腐蚀问题，从而显著提高复合泵叶轮的耐用性能。

本发明的另一目的在于提供一种复合泵叶轮及其制造方法，其适用于海水泵叶轮，通过塑料复合材料代替传统的金属合金，使得叶轮材料的耐腐蚀性能、耐电化学腐蚀强度以及耐冲刷腐蚀性能提高，有效防止泵叶轮在腐蚀性的海水介质中受到腐蚀。

本发明的另一目的在于提供一种复合泵叶轮及其制造方法，其通过乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)聚合聚酯类纤维形成的工程塑料基体与热塑性聚合物形成的弹性体，使整个体系具有高的机械强度以及在海水中良好的稳定性。