[发明专利]一种耐磨砂泵护套及制造方法

说明书

本发明涉及的是耐磨砂泵领域，特别适用于采用复合材料生产的护套。

砂泵在冶金矿山选厂、建材、化工、煤炭等国民经济的重要部门应用十分广泛，它是输送含有固体颗粒的液体介质的关键设备。护套是砂泵的主要构件。

在现有技术中，制造护套的材料有耐磨铸铁或者是在普通铸铁或耐磨铸铁作成的护套内衬橡胶或聚氨酯或工程塑料或SiC或内镶铸硬质合金;也有整体采用镍硬铸铁或高铬铸铁或整体采用非金属陶瓷氮化硅作护套的。上述方法经生产实践检验均存在有不同的缺陷。例如：采用橡胶，聚氨酯、工程塑料作内衬的护套、对呈尖锐角形的矿渣很易被破划而使工件过早失效。对于内衬SiC的护套，虽然耐磨性有所提高，但由于SiC脆性大，经受不住大颗粒矿渣的冲击，在使用过程中往往出现破裂而导致内衬脱落。镶铸硬质合金作内衬缺点是成本高且工艺复杂，因而难以掌握和推广、使用。镍硬铸铁含Ni高不适合我国资源情况。整体氮化硅护套成本更是昂贵。近年来、许多厂家采用高铬铸铁来制造耐磨护套。这种材料在一般工况条件下使用具有较好的效果。但这种材料含合金量高且热处理工艺复杂，在生产过程中常产生裂废现象，产品合格率低。

本发明目的是提出一种使用性能好、寿命高、生产成本低和工艺简单的耐磨砂泵护套及制造方法。

砂泵是由护板、叶轮及护套称为过流件的构件所组成。护板起着密封作用，高速旋转的叶轮将砂浆泵出并输送到指定距离。砂浆在护套流道内作高速旋转运动。在这个过程中，所有过流件均受到不同程度的磨蚀，而护套是最为严重的。本发明的目的就是要在诸多生产护套的材料中，选择出具有不同优势的几种材料结合在一起。并且能够提高砂泵护套使用寿命和降低生产成本，简化生产工艺的砂泵护套的制造方法。下面根据本发明的目的，并且结合附图叙述如下，该附图为护套结构示意图。其中1为砂泵护套普通铸铁材料外壳。2为天然橡胶。3为Si₃N₄陶瓷。本发明所指的是在砂泵铸铁外壳1的内壁工作流道面上将天然橡胶的一面涂上SY28粘结剂后，紧贴在全流道腔内，然后再将Si₃N₄陶瓷片上涂上SY28粘结剂，粘在橡胶的另一面上。使耐磨砂泵成为“铸铁外壳-橡胶层-氮化硅陶瓷耐磨层”三复合砂泵护套。本发明三复合砂泵护套制造方法是：将普通铸铁经熔化后浇铸成砂泵铸铁外壳1，然后经清砂、打磨和清洗流道后，再将天然橡胶2涂上SY28粘结剂紧贴在全流道腔内壁上，而在天然橡胶2的另一平面上粘有涂了SY28粘接剂的Si₃N₄陶瓷片3。

最后将一个比砂泵护套腔内直径略小的胎模压入砂泵腔内，其作用是在内充气施加压力后，使胎模向四周均匀胀大，这样可压紧各粘接处。本发明三复合耐磨砂泵护套的硫化工艺是：将复合好的砂泵护套装置放入硫化炉内，硫化温度为：120℃～150℃，施加压力为：2～2.5Kg/mm²，硫化处理时间为1.5～2小时。

本发明三复合耐磨砂泵的组成是在不同心园的砂泵铸铁外壳1腔内壁上，粘有天然橡胶2。因为经硫化后的天然橡胶不仅能牢固地粘接砂泵铸铁外壳与Si₃N₄陶瓷3，更重要的是具有一定厚度的橡胶层能够起到渣浆对砂泵缓冲和减振作用。因此本发明三复合耐磨砂泵内的天然橡胶层2的厚度为4～6mm。在砂泵内流道所粘的Si₃N₄陶瓷材料3是Si₃N₄+ZrO₂。（ZrO₂起增韧作用）经高温烧结而成，该材料具有优良的耐磨性和耐蚀性，其相对密度达到98%以上，因此本发明三复合耐磨砂泵腔内的Si₃N₄陶瓷片3其厚度为8～12mm。它应粘接在天然橡胶2的另一侧平面上。

本发明三复合耐磨砂泵护套以及采用本发明的制造方法与现有技术相比较具有产品耐磨性能好、使用寿命高制造工艺简便、产品和产品的制造方法经济等特点。表1是本发明三复合砂泵与现有技术产品的使用寿命和磨损情况在某一相同的工况条件下对比：

表1不同材料护套使用情况

实施例