[发明专利]抗气蚀涂层材料及具有抗气蚀涂层的高速燃油离心泵

说明书

技术领域

本发明涉及高速燃油离心泵技术领域，更具体地涉及高速燃油离心泵的抗气蚀技术领域。 

背景技术

由于各种原因，离心泵常常要遭受气蚀损害，这种损害通常会影响设备的使用寿命。具体地，离心泵在运转时，燃油的压力随着从泵入口到叶轮入口而下降。当液体的绝对压力降低到等于或低于液体的饱和蒸汽压力时，就形成气泡。随着离心泵的旋转，气泡进入高压区，由于压差的作用，气泡溃灭而撞击金属表面，从而使金属表面产生裂纹，甚至局部产生剥落现象，并且所产生的气泡还会对金属产生化学腐蚀。离心泵在气泡的剥蚀和化学腐蚀的共同作用下，加快了损害速度，使离心泵的性能下降，寿命缩短。而高速燃油离心泵由于转速高，气蚀问题更加突出。 

采用表面涂层来提高离心泵的抗气蚀性的研究已有开展，现有的采用表面涂层提高材料抗气蚀性的措施中，所用涂层的硬度、粘结性、光滑度、强度和韧性都有限，抗气蚀性的能力不足，难以有效解决高速燃油离心泵面临的气蚀问题。 

发明内容

因此，提供一种高抗气蚀涂层材料将是有利的。 

为实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供一种抗气蚀涂层材料，其中，所述材料由硬质金属元素Co、W、Ni、Cr、Ti、V、Nb、Fe，非金属元素C、B、Si，以及稀土元素Er、Y、Pr组成，各元素按重量百分比计为： 

C：1-2％； 

B：2-3％； 

Si：1-3％； 

Ni：11-13％； 

Cr：12-15％； 

W：13-16％； 

Ti：3-5％； 

V：2-3％； 

Nb：1-2％； 

Er：0.2-0.5％； 

Y：0.4-0.7％； 

Pr：0.3-0.5％； 

Fe＜5％； 

其余为Co和不可避免的杂质。 

在本发明的该方面，由于涂层材料为钴基合金，钴基合金中含有一定的铬、钨和镍等硬质金属元素，喷熔过程中硬质相与碳将会相互作用生成硬质碳化物，使涂层硬度高；同时，由于合金中加入了钛、钒和铌，能够改善合金涂层的热强性；而加入的铒、钇和镨等少量稀土元素，能够在形成合金涂层的过程中起到脱氧脱硫作用，并细化晶粒，有效提高涂层的强度、韧性和耐腐蚀性。 

优选地，Pr的质量百分比为0.4-0.5％。在该百分比下，Pr与其他元素形成新相的粒子化和细化的效果更佳，合金涂层的热强性更好。 

优选地，Y的质量百分比为0.5-0.6％。在该百分比下，Y在合金涂层形成过程中，所起的脱氧脱硫效果更佳，合金涂层的韧性更好。 

优选地，上述抗气蚀涂层材料为粉末状，其平均颗粒度为1-2um。由于该粉末颗粒度小，改善了涂层的光滑度和粘结性。 

根据本发明的另一方面，提供一种抗气蚀涂层的制备方法，该涂层使用上述高抗气蚀涂层材料进行制备将是有利的。 

为此，该抗气蚀涂层的制备方法包括：使用超声速火焰熔化所述材料；以及将融化的所述材料喷射沉积至待沉积表面。 

优选地，该方法还包括：在所述待沉积表面辅以冷却气体。这样做可以提高基体的冷却速度，使熔化了的合金粉末有效沉积到快速冷却的基体上形成涂层。 

优选地，考虑高速燃油离心泵的结构尺寸，粘结在所述待沉积表面上的涂层厚度为200～400um。 

优选地，在制备所述涂层之前，对所述待沉积表面用丙酮进行清理，能够去除基体表面的污垢，有助于提高涂层的粘结性。 

根据本发明的再一个方面，提供一种高速燃油离心泵，使其主要工作表面具有使用上述高抗气蚀涂层材料制成的抗气蚀涂层将是有利的。 

优选地，上述主要工作表面包括所述高速燃油离心泵的内壁表面和叶轮表面。 

优选地，上述内壁表面上的抗气蚀涂层厚度为300～400um，上述叶轮表面上的抗气蚀涂层厚度为200～300um。 

通过参考下面所描述的实施方式，本发明的这些和其他特征和优点将会得到清晰地阐述。 

附图说明

本发明的构造和操作方式以及进一步的目的和优点将通过下面结合附图的描述得到更好地理解，其中，相同的参考标记标识相同的元件： 

图1是根据本发明的一优选实施方式的高速燃油离心泵的内部结构示意图； 

图2是图1所示高速燃油离心泵内壁上的抗气蚀涂层的结构示意图； 

图3是图1所示高速燃油离心泵叶轮上的抗气蚀涂层的结构示意图。 

具体实施方式