[发明专利]一种复相反应烧结碳化硅陶瓷泵及其制作方法

说明书

本发明涉及碳化硅陶瓷泵技术领域，公开了一种复相反应烧结碳化硅陶瓷泵及其制作方法，包括泵壳、前护板、叶轮及后护板，泵壳、前护板、叶轮以及后护板均为多层结构，由外至内依次包括有陶瓷结构件、树脂‑碳化硅组合粘接层以及金属骨架部，陶瓷结构件的孔隙内填充有反应烧结碳化硅层，所述陶瓷结构件内壁设置有反应烧结碳化硅陶瓷层，所述反应烧结碳化硅层与反应烧结碳化硅陶瓷层一体成型。本发明具有以下优点和效果：陶瓷结构件不同部位的反应烧结碳化硅陶瓷件可同时制备，二次烧结过程中，反应烧结陶瓷件与陶瓷结构件结合紧密，使反应烧结碳化硅陶瓷件与泵体一体性好，提高了泵体的耐磨性。

技术领域

本发明涉及碳化硅陶瓷泵技术领域，特别涉及一种复相反应烧结碳化硅陶瓷泵及其制作方法。

背景技术

碳化硅基陶瓷材料是在碳化硅陶瓷基础上发展出的一系列陶瓷材料，其中包括：氧化物结合碳化硅、氮化硅结合碳化硅、Sialon结合碳化硅等一系列高技术陶瓷材料。该系列陶瓷材料具有耐高温、强度高、耐腐蚀、抗热震、抗氧化、耐磨损等一系列优异性能，在冶金、陶瓷、建材、石化、机械、电力电子、汽车、航空航天等领域有着广泛的应用。其中，氮化硅结合碳化硅陶瓷材料利用金属硅粉在氮气中发生氮化反应形成氮化硅，将碳化硅颗粒结合成一体，从而形成交织网络结构的显微组织。其制备工艺简单，投资成本低，适于大规模生产，是市场需求量较大的品种之一。

目前，大型和结构复杂产品一般采用注浆成型法，制品开口气孔率较高、体积密度较低(通常开口气孔率高达18％以上，体积密度在2.50g/cm³以下)，使得产品性能受到严重影响，应用范围受到限制。渣浆泵可采用氮化硅结合碳化硅陶瓷制作，具有良好的耐腐蚀、强度高的性能，但是在输送的浆料中具有尺寸在4~15mm的大颗粒、浆液流量大、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一种复相反应烧结碳化硅陶瓷泵，具有制作方法简单、强度高、显气孔率低、使用寿命长的效果。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：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为多层机构，由外至内依次包括有陶瓷结构件、树脂-碳化硅组合粘接层以及金属骨架部，所述陶瓷结构件的孔隙内填充有反应烧结碳化硅层，所述陶瓷结构件内壁设置有反应烧结碳化硅陶瓷层，所述反应烧结碳化硅层与反应烧结碳化硅陶瓷层一体成型。

本发明的进一步设置为：所述反应烧结碳化硅陶瓷层位于所述泵壳的隔舌和内腔壁上、所述前护板和所述后护板的中间位置处，所述叶轮包括有连接部以及连接部上的若干个弧形的叶片部，所述叶轮上的所述反应烧结碳化硅陶瓷层位于叶片部靠近连接部中心的端部。

一种复相反应烧结碳化硅陶瓷泵的制作方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1，准备浇注料，在组装好的模具内浇注成型，经成型的坯体脱模、烘干和修坯，将烘干好的坯体烧成氮化硅结合碳化硅陶瓷结构件，向氮化硅结合碳化硅陶瓷结构件的孔隙内进行有机渗碳，固化；

S2，将有机渗碳的氮化硅结合碳化硅陶瓷结构件与成型内模和石膏外模组成反应烧结碳化硅浇注或注浆成型型腔；

S3，将反应烧结碳化硅浆料浇注或注浆到成型型腔中，成型完成后静置一段时间后进行脱模、烘干、修坯，将反应烧结碳化硅陶瓷坯体复合在氮化硅结合碳化硅陶瓷层上；

S4，将复合陶瓷坯体放入反应烧结炉内，并覆盖硅粉在温度为1600~1800℃，惰性气体保护下反应烧结，得到反应烧结碳化硅+氮化硅结合碳化硅陶瓷结构件；

S5，在S4处理后的陶瓷结构件表面涂刷一层或多层界面层，并在60-120℃固化3-8小时，在金属骨架部表面涂刷一层或多层界面层，并在60-120℃固化3-6小时；