[发明专利]一种基于HVOF工艺的水泵叶轮及其制造方法

说明书

本发明提供了一种基于HVOF工艺的水泵叶轮及其制造方法，该技术方案基于对以往叶轮磨损情况的分析，确定叶片进口、叶片出口、滑动部位为最容易发生磨损的位置；在此基础上，利用HVOF喷涂工艺对三处部位进行表面硬化处理。HVOF喷涂可以获得结合强度高、致密的高质量涂层。超音速火焰的速度很快，但温度相对较低，对于WC‑Co硬质合金可以有效地抑制WC在喷涂过程中的分解，涂层不仅结合强度高，且致密，耐磨性能优越。且HVOF喷涂工艺操作简单、成本低，在叶轮的易磨损部位进行HVOF喷涂，极大限度的延长了叶轮的寿命，降低了零部件的更换频率，降低了维修成本，可节约资源。同时降低了水泵停机维护的频率，提高水泵运行效率。

技术领域

本发明涉及水泵技术领域，进一步涉及对水泵叶轮及其制造工艺的改进，具体涉及一种基于HVOF工艺的水泵叶轮及其制造方法。

背景技术

在水泵运行过程中，流体中的杂质对叶轮的使用寿命具有直接影响。以江水、黄河水为例，由于其中含有大量的泥沙等颗粒状杂质，因此在流经水泵时会对水泵造成严重的冲刷性磨损，尤其对高速旋转的叶轮，这种磨损尤为严重。

叶轮使用寿命短造成水泵维修频繁。停机维修对工程的影响是巨大的，而且频繁地更换叶轮造成维修工作量大，维修费用高，水泵的利用率降低。因此，如何延长叶轮的使用寿命，提高水泵利用率，最大限度发挥工程的经济效益、社会效益和生态效益，是急需解决的问题。

目前，在国内市场上，输送泥沙含量高的介质的水泵叶轮通常使用冲压焊接工艺来制作。但是由于冲压焊接叶轮的设计理论还不成熟，还存在许多问题，如叶轮盖板冲压后变形比较大；叶轮盖板与叶片采用电阻点焊，焊接后二者不能很好地结合，导致流道间串流；焊点容易脱落，导致叶轮损伤；焊接后叶轮盖板变形等。与一次成型的铸造叶轮相比，由于冲压焊接叶轮的焊接量大，也造成了制做难度大，环境污染严重等问题。

发明内容

本发明旨在针对现有技术的技术缺陷，提供一种基于HVOF工艺的水泵叶轮及其制造方法，以解决常规叶轮在输送高杂质含量的流体时，磨损较为严重的技术问题。

本发明要解决的另一技术问题是，采用冲压焊接工艺制造耐磨性叶轮，不仅工艺难度大，而且存在叶轮盖板变形较大、焊点易脱落等缺陷。

本发明要解决的再一技术问题是，如何提升水泵叶轮的耐磨性，以满足对高杂质含量流体的输送要求。

为实现以上技术目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于HVOF工艺的水泵叶轮，该叶轮具有叶片入口和叶片出口，叶轮顶面的边缘位置为滑动部位；其中，在叶片入口、叶片出口、滑动部位处分别具有由HVOF工艺喷涂的、材质为WC-10Co-4Cr的涂层。

在以上技术方案的基础上，本发明进一步提供了上述水泵叶轮的制造方法，包括以下步骤：

1)以叶片入口、叶片出口、滑动部位作为待喷涂部位；将待喷涂部位表面的油污、毛刺清理干净；

2)对不喷涂的部位做好防护；

3)使用JP-5000喷枪对所述待喷涂部位进行喷涂，喷涂的材质为WC-10Co-4Cr；

4)使用金刚石对喷涂部位进行打磨，打磨后涂层的厚度在0.2～0.3mm；

5)进行封孔处理。

作为优选，步骤5)所述的封孔处理，是用毛刷在表面涂覆树脂。

作为优选，还包括以下步骤6)：对喷涂部位进行液体渗透探伤。

在以上技术方案中，所述HVOF工艺，是指超音速火焰喷涂方法。所述JP-5000喷枪，是指型号为JP-5000的超音速火焰喷涂系统的喷枪，该设备为常规市售产品，可自市面购得。