[发明专利]一种车辆用耐腐蚀水泵

摘要

一种车辆用耐腐蚀水泵，其包括一泵体和安装于所述泵体内部的叶轮，泵体包括：铝合金泵体、泵体外表面的氮化硅系陶瓷材料层和泵体内表面的氧化硼系陶瓷材料层，所述叶轮包括钛合金叶轮本体和叶轮本体外碳化硼系陶瓷材料层，对该成分的钛合金和铝合金进行酸洗及钝化的表面处理工序，避免出现任何表面黑点等问题，使获得表面整洁；通过在钛合金和铝合金表面涂覆陶瓷材料，提高材料的防腐、耐磨、耐高温性能。

主权项

 一种车辆用耐腐蚀水泵，其包括一泵体和安装于所述泵体内部的叶轮，泵体包括：铝合金泵体、泵体外表面的氮化硅系陶瓷材料层和泵体内表面的氧化硼系陶瓷材料层，所述叶轮包括钛合金叶轮本体和叶轮本体外碳化硼系陶瓷材料层，其特征在于，钛合金叶轮本体化学组成为（重量）： Zn：15‑20﹪、Al：5‑10﹪、Mo： 2‑3﹪、Si：1‑2﹪、Co：0.8‑0.9﹪、Cu：0.4‑0.5﹪、Fe：0.2‑0.3﹪， Cr：0.1‑0.2﹪、Zr：0.05‑0.08﹪、La：0.03‑0.04﹪、Ta：0.03‑0.04﹪，B：0.01‑0.02﹪，余量为Ti以及不可避免的杂质；钛合金叶轮本体制备方法：包括以下步骤：按照上述比例配制合金，合金材料熔炼、浇注：熔炼温度：1810‑1820℃，浇注温度为1750‑1760℃；脱模后，得到的叶轮本体进行热处理：首先将叶轮进行加热，升温至1000℃，升温速率300℃/小时，保温10小时，后降温至600℃，降温速率100℃/小时，保温10小时，后升温至750℃，升温速率100℃/小时，保温8小时，后再次降温至500℃，降温速率50℃/小时，保温4小时，后再次降温至200℃，降温速率40℃/小时，保温8小时，后空冷至室温，之后对叶轮本体表面进行酸洗和钝化处理，其中：酸洗液组成为（重量）：采取98%浓H₂SO₄ 100‑120份，36.5%的HCL 30‑40份，丙酸1‑2份，乙二胺10‑20份、烷基咪唑啉季铵盐1‑5份；水30‑40份；钝化液组成为（重量）：N‑(2‑氨基乙基)‑3‑氨基丙基甲基二甲氧基硅烷15‑20份，2‑(3，4‑环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷2‑3份，硫酸5‑6份，聚酰亚胺5‑6份，氟硼酸钠1‑3份，二烷基二硫代磷酸氧钼1‑2份，水100‑120份；对钝化后的叶轮本体进行涂覆外碳化硼系陶瓷材料层；通过涂覆在叶轮表面形成碳化硼系陶瓷材料层，碳化硼系陶瓷材料层厚度0.4mm，碳化硼系陶瓷材料层包括（重量）：碳化硼100‑110份，氧化锆60‑70份，碳化钛30‑40份，氮化钛10‑20份，氧化铬1‑5份，将涂覆后的叶轮进行加热，升温至800℃，升温速率200℃/小时，保温3小时，后降温至500℃，降温速率100℃/小时，保温5小时，后再次降温至200℃，降温速率50℃/小时，保温10小时，后空冷至室温，得到最终叶轮，铝合金泵体化学组成为（重量）：Cu：15‑20﹪、Si：10‑15﹪、Ni：5‑6﹪、Zn：4‑5﹪、Cr：1‑2﹪、Ti：0.8‑0.9﹪、V：0.6‑0.7﹪，Mg：0.3‑0.4﹪、Y：0.08‑0.09﹪、Zr：0.07‑0.08﹪、Fe：0.05‑0.06﹪，Mn ：0.02‑0.03﹪，余量为Al以及不可避免的杂质；铝合金泵体制备方法：包括以下步骤：按照上述比例配制合金，合金材料熔炼、浇注：熔炼温度：760‑770℃，浇注温度为720‑725℃；脱模后，得到的泵体进行热处理：首先将泵体进行加热，升温至450℃，升温速率100℃/小时，保温6小时，后降温至300℃，降温速率50℃/小时，保温7小时，后升温至400℃，升温速率100℃/小时，保温3小时，后再次降温至200℃，降温速率75℃/小时，保温6小时，后再次降温至150℃，降温速率10℃/小时，保温5小时，后空冷至室温，之后对泵体表面进行酸洗和钝化处理，其中：酸洗液组成为（重量）：采取氢氟酸20‑30份，丙酸10‑20份，甲酸1‑5份； 羟基乙酸1‑2份，烷基咪唑啉季铵盐1‑5份，乙二胺1‑2份、水100份；钝化液组成为（重量）：N‑(2‑氨基乙基)‑3‑氨基丙基甲基二甲氧基硅烷20‑30份，硫酸10‑15份，2‑(3，4‑环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷10‑15份，聚酰亚胺1‑5份，甲酸钠5‑10份，氟硼酸钠1‑5份，缓冲剂1‑3份，水200份；对钝化后泵体外表面进行涂覆氮化硅系陶瓷材料；通过涂覆在泵体外表面形成氮化硅系陶瓷材料层，氮化硅系陶瓷材料层厚度0.6mm，氮化硅系陶瓷材料层包括（重量）：氮化硅100份，碳化钨30‑40份，氮化钛 10‑20份，碳化铬10‑15份，硼化钛5份，将涂覆后的泵体进行加热，升温至450℃，升温速率100℃/小时，保温4小时，后降温至300℃，降温速率50℃/小时，保温3小时，后再次降温至150℃，降温速率75℃/小时，保温5小时，后空冷至室温，之后对泵体内表面进行涂覆氧化硼系陶瓷材料；通过涂覆在泵体内表面形成氧化硼系陶瓷材料层，氧化硼系陶瓷材料层厚度0.5mm，氧化硼系陶瓷材料层包括（重量）：氧化硼100份，碳化硼30‑40份，碳化铬 20‑30份，碳化钛　10‑20份，氮化钛5‑10份，将涂覆后的泵体进行加热，升温至400℃，升温速率75℃/小时，保温6小时，后降温至300℃，降温速率50℃/小时，保温10小时，后再次降温至150℃，降温速率25℃/小时，保温8小时，后空冷至室温，得到最终泵体。