[发明专利]碳化硅复合陶瓷泵和该陶瓷泵的生产工艺

说明书

本发明涉及渣浆泵技术领域，公开了一种碳化硅复合陶瓷泵，包括泵壳、前护板、叶轮以及后护板，所述泵壳、所述前护板、所述叶轮以及所述后护板均包括有陶瓷本体部、树脂‑碳化硅组合粘接层以及金属骨架部，所述树脂‑碳化硅组合粘接层位于所述陶瓷本体部与所述金属骨架部之间，所述树脂‑碳化硅组合粘接层的体积密度为2.65‑2.9g/cm³，所述金属骨架部的外表面以及所述陶瓷本体部正对于所述金属骨架部的内壁上均设置有耐碱界面层，按质量份计所述耐碱界面层包括有以下组分：200目以下的碳化硅粉体20‑40份；环氧树脂40‑60份；稀释剂20‑40份；固化剂2‑3份；消泡剂0.4‑0.6份；流平剂0.3‑0.4份；偶联剂1‑2份。本发明能够适用于不同的工况。

技术领域

本发明涉及渣浆泵技术领域，特别涉及碳化硅复合陶瓷泵和该陶瓷泵的生产工艺。

背景技术

国内渣浆泵的过流部件的制造基本上都采用金属材料。金属泵由于其主要成分为有色金属，价格高昂，并且在稀硫酸、含氯离子等卤族元素的强氧化介质中同样发生腐蚀，不能满足工况条件的需要，使用寿命也很短；氟塑料、高分子量的聚乙烯等工程塑料材料尽管有优异的耐腐蚀性能，但材料本身机械强度不高，一般是和金属材料进行复合作用，由于此类材料和金属材料的热膨胀系数不一样，在温度比较高的介质中会造成塑料和金属材料的剥离，从而也会使泵零件损坏，因此限制了此材料的使用温度，并且塑料材料本身较软，不能用于含固体颗粒物较多的介质使用，此材料一般为模压成型，高昂的模具费用也限制了此材料用于大泵的制造。(金属材料耐磨但不耐腐蚀，橡胶材料耐腐蚀但不耐磨)

碳化硅陶瓷具有优良的耐磨、耐酸碱性能，但在陶瓷应用于渣浆泵并在大型化上存在很多问题：碳化硅陶瓷的大型化，制作难度和成本的成几何倍数增加，目前市场上应用碳化硅陶瓷的泵的叶轮尺寸不超过300mm；碳化硅陶瓷材料的耐强力磨蚀、抗冲击的性能有待进一步提高，目前市场开发的陶瓷泵的浆液输送最大颗粒尺寸不超过2mm；碳化硅陶瓷存在一定气孔导致浆液有渗漏问题。

碳化硅陶瓷材料中氮化硅结合碳化硅材料可实现大型、异形陶瓷泵部件的制作，目前采用现有的注浆成型工艺和浇注成型工艺能够完成产品的实现。但注浆成型工艺为保证注浆浆料的稳定性，原材料无大颗粒骨料，注浆成型水分在16％以上，产品坯体强度低，产品烘干烧成过程中，产品收缩变形量大，尺寸精度很难控制并极易产生裂纹。注浆产品的氮化硅结合碳化硅陶瓷材料的显气孔率在20％以上，体积密度在2.5g/cm³左右，常温抗折强度40MPa气孔的存在导致材料与输送浆液的接触面积大大增加，降低材料的耐腐蚀性能，且无法解决材料的渗漏问题，产品耐磨性能远远达不到要求。浇注成型工艺的成型水分能控制在10％左右，浇注产品的氮化硅结合碳化硅陶瓷材料的显气孔率在15％左右，体积密度在2.65g/cm³左右，常温抗折强度在50MPa左右，材料性能相比注浆成型工艺虽然也有了一定的改进提高，但在工况更为恶劣的大型重型渣浆泵领域，比如输送的浆液中具有颗粒尺寸在4-15mm、浆液流量大(3000m³/h)、浆液具有强磨蚀和强冲击性，或者输送氧化铝选矿行业中的强碱腐蚀浆液、高硬度(莫氏硬度7级)强磨蚀浆液的工况环境下，需要陶瓷泵同时具有良好的耐强磨蚀、碱腐蚀和抗冲击能力，目前国内外的陶瓷泵仍无法满足工况对材料的性能需求。

发明内容

本发明的目的是提供碳化硅复合陶瓷泵和该陶瓷泵的生产工艺，旨在解决当前渣浆泵无法满足工况需求的问题。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种碳化硅复合陶瓷泵，包括泵壳、前护板、叶轮以及后护板，所述泵壳、所述前护板、所述叶轮以及所述后护板均包括有陶瓷本体部、树脂-碳化硅组合粘接层以及金属骨架部，所述树脂-碳化硅组合粘接层位于所述陶瓷本体部与所述金属骨架部之间，所述树脂-碳化硅组合粘接层的体积密度为2.65-2.9g/cm³，所述金属骨架部的外表面以及所述陶瓷本体部正对于所述金属骨架部的内壁上均设置有耐碱界面层，按质量份计所述耐碱界面层包括有以下组分：