在金屬構(gòu)件上加裝復(fù)合耐磨蝕層的制備工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于耐磨損、抗腐蝕復(fù)合材料領(lǐng)域，涉及一種在金屬構(gòu)件上采用定型制備工藝與浸漿制備工藝復(fù)配加裝熱固性樹脂以及碳化硅顆粒形成復(fù)合耐磨蝕層的制備工藝，尤其涉及一種采用定型制備工藝和浸漿制備工藝復(fù)配使用完成熱固性樹脂將碳化硅顆粒粘接在金屬構(gòu)件上進(jìn)而形成耐磨損以及抗腐蝕層的生產(chǎn)工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著工業(yè)的發(fā)展，在火力發(fā)電廠、礦業(yè)選礦、煤化工、石油化工等許多行業(yè)的主要設(shè)備的關(guān)鍵部位都非常需要進(jìn)行耐磨蝕層的加裝處理。目前國(guó)內(nèi)外解決耐磨損、抗腐蝕問(wèn)題的方法有:1)全金屬的泵和管道，優(yōu)點(diǎn)是強(qiáng)度高、剛性和韌性好，缺點(diǎn)是耐磨損、抗腐蝕性差。2)金屬加橡膠內(nèi)襯的泵和管道，優(yōu)點(diǎn)是抗腐蝕好，缺點(diǎn)是耐磨損性差。3)金屬內(nèi)嵌粘貼陶瓷內(nèi)襯的泵和管道，優(yōu)點(diǎn)是耐磨損、抗腐蝕性能優(yōu)異，缺點(diǎn)是陶瓷片連接縫處易損壞。4)在金屬構(gòu)件上用環(huán)氧樹脂與碳化硅顆?；旌虾鬂沧⒊尚偷谋煤凸艿?，優(yōu)點(diǎn)是耐磨損、抗腐蝕性能優(yōu)異，缺點(diǎn)是碳化硅顆粒分布不均或者分層，抗沖擊性弱。申請(qǐng)人在申請(qǐng)?zhí)柺?201410635712.0，名稱為《基于熱固性樹脂以及碳化硅顆粒的耐磨蝕層的制備工藝》的發(fā)明申請(qǐng)中提出了一種耐磨蝕層的制備工藝，采用這種工藝制作的耐磨蝕層具有耐磨損、抗腐蝕性能優(yōu)異，抗沖擊性強(qiáng)，碳化硅顆粒分布均勻、堆積密度大等優(yōu)點(diǎn)，特別適合用于在大型的并且復(fù)雜的金屬構(gòu)件上加裝耐磨蝕層的生產(chǎn)。但是，若將上述專利申請(qǐng)中所記載的技術(shù)內(nèi)容使用于小型的、簡(jiǎn)單的金屬構(gòu)件上加裝耐磨蝕層的生產(chǎn)中(例如在三通管接頭上加裝耐磨蝕層)就暴露出工藝略顯復(fù)雜、造價(jià)有所提高的不足之處。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決【背景技術(shù)】中存在的上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種抗磨蝕能力顯著的在金屬構(gòu)件上加裝復(fù)合耐磨蝕層的制備工藝。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)解決方案是:本發(fā)明提供了一種在金屬構(gòu)件上加裝復(fù)合耐磨蝕層的制備工藝，其特殊之處在于:所述在金屬構(gòu)件上加裝復(fù)合耐磨蝕層的制備工藝包括以下步驟:
[0005]I)根據(jù)待加裝耐磨蝕層的金屬構(gòu)件的結(jié)構(gòu)及工件的形狀結(jié)構(gòu)制作與其相匹配的兩級(jí)組合裝配式模具；所述兩級(jí)組合裝配式模具包括第一級(jí)模具以及第二級(jí)模具；
[0006]2)配制表面裹敷有熱固性樹脂的碳化硅顆粒，使表面裹敷有熱固性樹脂的碳化硅顆粒成為工件的耐磨蝕層定型充填料；
[0007]3)配制表面潔凈的碳化硅顆粒，使表面潔凈的碳化硅顆粒成為工件的耐磨蝕層浸漿充填料；
[0008]4)組裝第一級(jí)模具，在第一級(jí)模具中填裝步驟2)配制得到的耐磨蝕層定型充填料，并搗壓實(shí)耐磨蝕層定型充填料，再給第一級(jí)模具加溫，促使第一級(jí)模具中的碳化硅顆粒表面裹敷的熱固性樹脂固化，將碳化硅顆粒與金屬構(gòu)件固結(jié)在一起，使耐磨蝕層定型充填料固化定型成為工件的一部分；
[0009]5)組裝第二級(jí)模具，在第二級(jí)模具中填裝步驟3)配制得到的耐磨蝕層浸漿充填料，振動(dòng)填充實(shí)耐磨蝕層浸漿充填料；
[0010]6)將熱固性樹脂配制成注漿漿料，并將注漿漿料注入已經(jīng)定型的工件上的耐磨蝕層定型充填料的孔洞之中以及耐磨蝕層浸漿充填料的縫隙里；
[0011]7)加熱促使注漿漿料固化，完成工件整體的耐磨蝕層的制作。
[0012]上述步驟2)的具體實(shí)現(xiàn)方式是:
[0013]2.1)選配熱固性樹脂及輔料:
[0014]所述熱固性樹脂的選取條件是根據(jù)待加裝耐磨蝕層的金屬構(gòu)件的使用環(huán)境以及耐磨蝕層的使用環(huán)境選用熱固性樹脂；所述熱固性樹脂是環(huán)氧樹脂、乙烯基樹脂或酚醛樹脂；所述熱固性樹脂采用環(huán)氧樹脂時(shí)，所述環(huán)氧樹脂是E51環(huán)氧樹脂或改性環(huán)氧樹脂；所述熱固性樹脂采用乙烯基樹脂時(shí)，所述乙烯基樹脂是氣干性乙烯基樹脂或酚醛環(huán)氧乙烯基樹脂；所述熱固性樹脂采用酚醛樹脂時(shí)，所述酚醛樹脂是堿性酚醛樹脂或改性酚醛樹脂；所述熱固性樹脂的用量是根據(jù)碳化硅顆粒的大小及用量來(lái)確定的，所述熱固性樹脂在單位體積的碳化硅顆粒上的用量，是單位體積的碳化硅顆粒的表面積乘以0.03 ;所述輔料是根據(jù)選用的熱固性樹脂選取相應(yīng)的固化劑、引發(fā)劑、稀釋劑以及消泡劑；所述輔料的用量和品種是由所選用的熱固性樹脂的用量和品種來(lái)確定；
[0015]2.2)選取兩種不同粒徑的碳化硅顆粒:
[0016]選取粒徑范圍在1.5mm?3.5mm之間的碳化娃顆粒，清除選取的碳化娃顆粒表面上的污染雜質(zhì)；選取粒徑范圍在0.65mm?0.15mm之間的碳化娃顆粒，清除選取的碳化娃顆粒表面上的污染雜質(zhì)；
[0017]并且根據(jù)選取的熱固性樹脂的性能，確定是否使用相應(yīng)的表面活性劑對(duì)碳化硅顆粒表面進(jìn)行處理；若需要對(duì)碳化硅顆粒表面進(jìn)行處理，則表面活性劑的種類及用量是根據(jù)所選用的熱固性樹脂的類別及碳化硅顆粒的表面積來(lái)確定的；若不需要對(duì)碳化硅顆粒表面進(jìn)行處理，則跳過(guò)表面活性劑處理步驟后進(jìn)行后續(xù)步驟；
[0018]2.3)配制耐磨蝕層定型充填料:
[0019]2.3.1)將步驟2.2)中所選取得到的粒徑范圍在1.5mm?3.5mm之間的碳化娃顆粒與步驟2.2)中所選取得到的粒徑范圍在0.65mm?0.15mm之間的碳化娃顆粒按照重量比為200:1的比例混合，再與步驟2.1)中選取得到的熱固性樹脂、輔料混合均勻配制成工件的耐磨蝕層定型充填料；
[0020]2.3.2)將步驟2.3.1)所得到的工件的耐磨蝕層定型充填料進(jìn)行加溫真空處理，真空度要求達(dá)到lOKPa，除去稀釋劑以及氣泡；所述加溫真空處理的溫度高于溶劑的沸點(diǎn)、遠(yuǎn)低于熱固性樹脂的固化溫度；
[0021]2.3.3)經(jīng)過(guò)真空處理后，步驟2.3.1)所述的熱固性樹脂在碳化硅顆粒表面的裹敷厚度小于0.05mm。
[0022]上述步驟2.2)中選取兩種不同粒徑的碳化娃顆粒分別是2.2mm?3.2mm之間的碳化娃顆粒以及0.55mm?0.25mm之間的碳化娃顆粒；所述步驟2.3.3)中熱固性樹脂在碳化娃顆粒表面的裹敷厚度不大于0.03_。
[0023]上述步驟3)的具體實(shí)現(xiàn)方式是:
[0024]3.1)選取兩種不同粒徑的碳化娃顆粒:
[0025]選取粒徑范圍在1.5mm?3.5mm之間的碳化娃顆粒，清除選取的碳化娃顆粒表面上的污染雜質(zhì)；選取粒徑范圍在0.65mm?0.15mm之間的碳化娃顆粒，清除選取的碳化娃顆粒表面上的污染雜質(zhì)，并且根據(jù)選取的熱固性樹脂的性能，確定是否使用相應(yīng)的表面活性劑對(duì)碳化硅顆粒表面進(jìn)行處理；若需要對(duì)碳化硅顆粒表面進(jìn)行處理，則表面活性劑的種類及用量是根據(jù)所選用的熱固性樹脂的類別及碳化硅顆粒的表面積來(lái)確定的；若不需要對(duì)碳化硅顆粒表面進(jìn)行處理，則跳過(guò)表面活性劑處理步驟后進(jìn)行后續(xù)步驟；
[0026]3.2)配制耐磨蝕層浸漿充填料:
[0027]將步驟3.1)中選取得到的粒徑范圍在1.5mm?3.5mm之間的碳化娃顆粒與步驟3.1)中選取得到的粒徑范圍在0.65mm?0.15mm之間的碳化娃顆粒按照重量比為70?110:1的比例混合均勻配制成工件的耐磨蝕層浸漿充填料。
[0028]上述步驟3.1)中選取的兩種不同粒徑的碳化娃顆粒分別是2.2mm?3.2mm之間的碳化娃顆粒以及0.55mm?0.25mm之間的碳化娃顆粒；所述步驟3.2)中的步驟3.1)中選取得到的粒徑范圍在1.5mm?3.5mm之間的碳化娃顆粒與步驟3.1)中選取得到的粒徑范圍在0.65mm?0.15mm之間的碳化娃顆粒按照重量比為90:1的比例混合均勾配制成工件的耐磨蝕層浸漿充填料。
[0029]上述步驟4)的具體實(shí)現(xiàn)方式是:
[0030]4.1)將第一級(jí)模具內(nèi)側(cè)進(jìn)行脫模劑處理，再將金屬構(gòu)件固定安裝在模具上，所述第一級(jí)模具內(nèi)側(cè)是與耐磨蝕層定型充填料接觸側(cè)；
[0031]4.2)將配制好的耐磨蝕層定型充填料，裝填進(jìn)入第一級(jí)模具內(nèi)；
[0032]4.3)在裝填的過(guò)程中，一邊裝料一邊用橡膠棒或尼龍棒搗壓，使耐磨蝕層定型充填料裝填密實(shí)，達(dá)到碳化硅顆粒兩兩之間能夠擠開熱固性樹脂相互緊密地靠在一起；
[0033]4.4)加熱促使裝填在第一級(jí)模具中的耐磨蝕層定型充填料里的碳化硅顆粒表面裹敷的熱固性樹脂固化；所述耐磨蝕層定型充填料固化的加熱溫度根據(jù)所用熱固性樹脂確定；所述加熱溫度在50°C?200°C之間，加熱固化時(shí)間30分鐘?3小時(shí)之間；
[0034]4.5)冷卻至常溫后備用。
[0035]上述步驟4.4)中加熱溫度是80°C?120°C。
[0036]上述步驟5)的具體實(shí)現(xiàn)方式是:
[0037]5.1)將第二級(jí)模具內(nèi)側(cè)進(jìn)行脫模劑處理后，再將其固定安裝在金屬構(gòu)件和第一級(jí)模具上，所述第二級(jí)模具內(nèi)側(cè)是與耐磨蝕層充填料接觸側(cè)；