[实用新型]一种耐磨陶瓷叶轮

说明书

本实用新型公开了一种耐磨陶瓷叶轮，包括前盖板、后盖板和叶片，所述叶片包括嵌入所述前盖板或/和后盖板设置的预烧结陶瓷块；所述预烧结陶瓷块上设有嵌入部，前盖板或/和后盖板上设有与预烧结陶瓷块的嵌入部相嵌合的凹腔，所述嵌入部与凹腔两者的轮廓相适应。本实用新型的耐磨陶瓷叶轮，属于回转动力泵设备技术领域，耐磨性能更好、有较好抗汽蚀性能、成本适当、易于大型化，在叶片的工作表面设置耐磨性更好、表面更光滑的预烧结陶瓷块，有利于提高叶轮的抗汽蚀性能，提高泵的效率，预烧结陶瓷块沿叶轮的轴向伸入前盖板或后盖板内，预烧结陶瓷块沿叶轮的轴向伸入前盖板或后盖板内有利于预烧结陶瓷块的固定，有利于提高叶轮强度。

技术领域

本实用新型涉及回转动力泵设备生产领域，更具体地说，它涉及一种耐磨陶瓷叶轮。

背景技术

在选矿和冶炼等行业，经常要用离心泵输送一些有磨蚀性的固液两相流，这时常选用耐磨泵。常见的耐磨泵常用Cr26，Cr15Mo3等耐磨合金或橡胶等耐磨材料制造，这些材耐磨合金制造的泵在很多工况下难以满足使用要求。

众所周知，耐磨陶瓷有比耐磨合金高得多的耐磨性，如碳化硅陶瓷、氮化硅陶瓷、氧化铝陶瓷、氮化硅结合碳化硅陶瓷等，其耐磨性可比耐磨合金高数倍甚至数十倍，因此CN202100535 U、CN 205687817U、CN 107654414A、CN 108302043A、CN 202100546 U等公开了一些陶瓷叶轮的技术方案。从目前的技术状况看，制造叶轮的陶瓷材质主要是氧化铝(Al₂O₃)、氮化硅(Si₃N₄)、碳化硅(SiC)、氮化硅结合碳化硅(SiC-Si₃N₄)、氧化物结合碳化硅五种材质。其中氧化铝陶瓷的耐磨性较差，且不易于大型化，在耐磨泵对耐磨性和大型化均有要求的领域受到明显限制；氮化硅陶瓷由于工艺原因，其成本较高，大型化工艺上难度也较大，也难以应用；反应烧结碳化硅陶瓷有极好的耐磨性，成本也相对较低，但由于工艺原因，难以大型化，且成本也较高，使其应用也受到限制；氮化硅结合碳化硅和氧化物结合碳化硅的显微结构类似，包括主相碳化硅颗粒和结合相，前者的结合相是网络状的氮化硅，后者的结合相是网络状的氧化铝、氧化硅、氧化钙等氧化物或其混合物，氮化硅结合碳化硅或氧化物结合碳化硅由于在烧结过程中尺寸几乎不发生变化，且材质中包含有一定数量的微小气孔，这些微小气孔不但有利于烧结时不出现开裂等缺陷，也有利于叶轮在运行时吸收冲击的能量，提高叶轮的耐冲击性能。因此这两种材质近年来在耐磨泵的领域发展较快，不但制造成本在上述几种材质中较低，耐磨性也较好，目前已能用于制造较大尺寸的叶轮。图12、图13所示是现有技术氮化硅结合碳化硅或氧化物结合碳化硅叶轮的示意图，叶轮由氮化硅结合碳化硅或氧化物结合碳化硅材质的前盖板100’、后盖板300’、叶片200’组成，其中碳化硅重量比约为70-75％，氮化硅或氧化物重量比约为25-30％。氮化硅结合碳化硅的制造工艺是将70-75％(重量)的碳化硅颗粒、15-25％(重量)的硅粉和结合剂混合均匀后成型，干燥后进入氮化炉加温，通入99.99％的高纯氮气，在1430℃左右时硅粉和氮气反应生成氮化硅，反应完成后即得到氮化硅结合碳化硅产品；氧化硅结合碳化硅是将70-75％(重量)的碳化硅颗粒、15-25％(重量)的硅粉、5-15％氧化铝、氧化钙等氧化物和结合剂混合均匀后成型，干燥后进入烧结炉，在在1430℃左右时硅粉和氧气反应生成氧化硅。由于反应生成的氮化硅或氧化物呈网络状将碳化硅颗粒完全包覆，且反应生成的氮化硅或氧化物有一定的强度和耐磨性，因此氮化硅结合碳化硅材质或氧化物结合碳化硅的叶轮的耐磨性较耐磨合金叶轮有较大的提高。