[發明專利]基于熱固性樹脂以及碳化硅顆粒的耐磨蝕層的制備工藝

在審

• 申請號: 201410635712.0
• 申請日: 2014-11-12
• 公開（公告）號: CN104449211A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發明（設計）人: 朱勝利
• 申請（專利權）人: 朱勝利
• 主分類號: C09D163/00
• 分類號: C09D163/00;C09D161/06;C09D161/14;C09D201/00;C09D7/12;C08L63/00;C08L61/06;C08L61/14;C08L101/00;C08K3/34
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 姚敏杰

技術領域

本發明屬于耐磨損、抗腐蝕復合材料領域，涉及一種基于熱固性樹脂以及碳化硅顆粒的耐磨蝕層的制備工藝，尤其涉及一種使用熱固性樹脂將碳化硅顆粒粘接在金屬基材(金屬構件)上進而形成耐磨損以及抗腐蝕層的生產工藝。

背景技術

隨著工業的發展，在許多行業設備的關鍵部位都非常需要做抗磨蝕處理，例如：火力發電廠的煤粉輸送管道彎頭和脫硫泵；礦業選礦用的礦砂輸送管道彎頭、三通、渣漿泵以及煤化工、石油化工和其它化工用的管道與泵。目前國內外解決耐磨損、抗腐蝕問題的方法有：1)全金屬的泵和管道，優點是強度高、剛性和韌性好，缺點是耐磨損、抗腐蝕性差。2)金屬加橡膠內襯的泵和管道，優點是抗腐蝕好，缺點是耐磨損性差。3)金屬內嵌粘貼陶瓷內襯的泵和管道，優點是耐磨損、抗腐蝕性能優異，缺點是陶瓷片連接縫處易損壞。4)在金屬基材上用環氧樹脂與碳化硅顆粒混合后澆注成型的泵和管道，優點是耐磨損、抗腐蝕性能優異，缺點首先是能夠流動的澆注料澆注的制品內的碳化硅顆粒分布不均或者分層，并且碳化硅顆粒兩兩之間夾著樹脂降低了碳化硅單顆粒的抗沖擊性，從而大大地降低了制品的耐磨品質；其次是澆注料澆注制品的模具要求具有防止粘連和優異的密封性能，因此，很難制作完成體積較大的模具。

發明內容

為了解決背景技術中存在的上述技術問題，本發明提供了一種抗磨損能力顯著的基于熱固性樹脂以及碳化硅顆粒粘接在金屬基材(金屬構件)上進而形成耐磨蝕層的制備工藝。

本發明的技術解決方案是：本發明提供了一種基于熱固性樹脂以及碳化硅顆粒的耐磨蝕層的制備工藝，其特殊之處在于：所述工藝包括以下步驟：

1)根據待加裝耐磨蝕層的金屬基材(金屬構件)的結構及工件的形狀結構制作與其相匹配的多級組合裝配式模具；

2)配制表面裹敷有熱固性樹脂的碳化硅顆粒，使其成為工件的耐磨蝕層充填料；

3)模具分級組裝，每組裝完成一級模具，就在這級模具里填裝耐磨蝕層充填料，并搗壓實耐磨蝕層充填料，再給這一級模具加溫，促使模具里的碳化硅顆粒表面裹敷的熱固性樹脂固化，使耐磨蝕層充填料在工件里定型成為耐磨蝕粗胚，然后再組裝下一級模具，并重復以上工藝；

4)將熱固性樹脂配制成注漿漿料，并將其注入已經定型的工件整體的耐磨蝕粗胚的孔洞之中；

5)加熱促使注漿漿料固化，完成工件整體的耐磨蝕層的制作。

上述步驟1)的具體實現方式是：

1.1)設計制作多級組合裝配式模具：

1.1.1)根據待加裝耐磨蝕層的金屬基材(金屬構件)的結構及工件的設計結構要求，合理設計制作與其相匹配的多級組合裝配式模具；

1.1.2)多級組合裝配式模具是采用逐級組合裝配的工藝方案，是按照順序一級組裝完成后再組裝下一級，后級的未組裝不影響已組合裝配好了的前部分模具的使用；

1.2)多級組合裝配式模具的設計重點：

1.2.1)制作多級組合裝配式模具的材料，在0～300℃的溫度范圍內，形變不得超出工件要求的公差范圍；

1.2.2)金屬基材(金屬構件)要能夠固定連接在模具上；

1.2.3)每一級模具都不能留有填裝不進去耐磨蝕層充填料的死角。

上述步驟2)的具體實現方式是：

2.1)選配熱固性樹脂及輔料：

所述熱固性樹脂的選取條件是根據待加裝耐磨蝕層的金屬基材(金屬構件)的使用環境以及耐磨蝕層的使用環境選用熱固性樹脂；所述熱固性樹脂是環氧樹脂、乙烯基樹脂或酚醛樹脂；所述熱固性樹脂采用環氧樹脂時，所述環氧樹脂是E51環氧樹脂或改性環氧樹脂；所述熱固性樹脂采用乙烯基樹脂時，所述乙烯基樹脂是氣干性乙烯基樹脂或酚醛環氧乙烯基樹脂；所述熱固性樹脂采用酚醛樹脂時，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碳化硅顆粒的大小及用量來確定的，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0.03～0.1mm，所述熱固性樹脂在單位體積的碳化硅顆粒上的最優用量，是單位體積的碳化硅顆粒的表面積乘以0.07mm；所述輔料根據選用的熱固性樹脂選取相應的固化劑、引發劑、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確定；

2.2)選取碳化硅顆粒并對其進行表面處理：