[發明專利]一種防腐耐磨耐高溫防垢成本低清潔度高的汽車用水泵

在審

• 申請號: 201610326816.2
• 申請日: 2015-04-24
• 公開（公告）號: CN105756992A
• 公開（公告）日: 2016-07-13
• 發明（設計）人: 張金榮
• 申請（專利權）人: 張金榮
• 主分類號: F04D29/22
• 分類號: F04D29/22;C22C14/00;C22F1/18;C23G1/10;C23C22/44;C22C9/01;C22C1/02;C23C30/00;C04B35/56;C04B35/563
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種汽車用水泵，其包括一泵體和安裝于所述泵體內部的葉輪，所述葉輪包括鈦合金葉輪本體和葉輪本體外氮化硼系陶瓷材料層；泵體包括：銅合金泵體、泵體外表面的碳化鎢系陶瓷材料層和泵體內表面的碳化硼系陶瓷材料層，

其特征在于，鈦合金葉輪本體化學組成為（重量）：Zn：19﹪、Al：9﹪、Mo：2.8﹪、Si：1.7﹪、Co：0.89﹪、Cu：0.48﹪、Fe：0.27﹪，Cr：0.18﹪、Zr：0.078﹪、La：0.039﹪、Ta：0.036﹪，B：0.017﹪，余量為Ti以及不可避免的雜質；

鈦合金葉輪本體制備方法：包括以下步驟：按照上述比例配制合金，合金材料熔煉、澆注：熔煉溫度：1819℃，澆注溫度為1758℃；脫模后，得到的葉輪本體進行熱處理：首先將葉輪進行加熱，升溫至1000℃，升溫速率300℃/小時，保溫10小時，后降溫至600℃，降溫速率100℃/小時，保溫10小時，后升溫至750℃，降溫速率100℃/小時，保溫8小時，后再次降溫至500℃，降溫速率50℃/小時，保溫4小時，后再次降溫至200℃，降溫速率40℃/小時，保溫8小時，后空冷至室溫，

之后對葉輪本體表面進行酸洗和鈍化處理，其中：

酸洗液組成為（重量）：采取98%濃H₂SO₄117份，36.5%的HCL38份，丙酸1.7份，乙二胺18份、烷基咪唑啉季銨鹽4份；水38份；

鈍化液組成為（重量）：N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷19份，2-(3，4-環氧環己基)乙基三甲氧基硅烷2.7份，硫酸5.8份，聚酰亞胺5.9份，氟硼酸鈉2.7份，二烷基二硫代磷酸氧鉬1.7份，水117份；

對鈍化后的葉輪本體進行涂覆外氮化硼系陶瓷材料層；通過涂覆在葉輪表面形成氮化硼系陶瓷材料層，氮化硼系陶瓷材料層厚度0.4mm，氮化硼系陶瓷材料層包括（重量）：氮化硼106份，氧化鋯68份，碳化鈦39份，氮化鈦16份，氧化鉻4份，將涂覆后的葉輪進行加熱，升溫至800℃，升溫速率200℃/小時，保溫3小時，后降溫至500℃，降溫速率100℃/小時，保溫5小時，后再次降溫至200℃，降溫速率50℃/小時，保溫10小時，后空冷至室溫，得到最終葉輪，

銅合金泵體化學組成為（重量）：Al：23﹪、Mg：11.6﹪、Si：5.9﹪、Zn：4.7﹪、Ti：0.59﹪、V：0.67﹪，Cr：0.36﹪、Fe：0.18﹪，Y：0.089﹪、Zr：0.076﹪、Ni0.078﹪、Mn：0.059﹪，B：0.018﹪，余量為Cu以及不可避免的雜質；

銅合金泵體制備方法：包括以下步驟：按照上述比例配制合金，合金材料熔煉、澆注，熔煉溫度：1120℃；脫模后，得到的泵體進行熱處理：首先將泵體進行加熱，升溫至700℃，升溫速率100℃/小時，保溫6小時，后降溫至400℃，降溫速率50℃/小時，保溫5小時，后升溫至600℃，升溫速率100℃/小時，保溫4小時，后再次降溫至400℃，降溫速率75℃/小時，保溫10小時，后再次降溫至150℃，降溫速率30℃/小時，保溫5小時，后空冷至室溫，

之后對泵體表面進行酸洗和鈍化處理，其中：

酸洗液組成為（重量）：采取丙酸29份，36.5%的HCL17份，烷基咪唑啉季銨鹽17份，98%濃H₂SO₄2.8份，乙二胺1.7份、水300份；

鈍化液組成為（重量）：2-(3，4-環氧環己基)乙基三甲氧基硅烷58份，N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷27份，硫酸14份，聚酰亞胺4份，氟硼酸鈉4份，二烷基二硫代磷酸氧鉬2.7份，水58份；

對鈍化后泵體外表面進行涂覆碳化鎢系陶瓷材料；通過涂覆在泵體外表面形成碳化鎢系陶瓷材料層，碳化鎢系陶瓷材料層厚度0.6mm，碳化鎢系陶瓷材料層包括（重量）：碳化鎢57份，碳化硅38份，碳化鉻14份，氮化鈦4份，將涂覆后的泵體進行加熱，升溫至650℃，升溫速率50℃/小時，保溫8小時，后降溫至500℃，降溫速率100℃/小時，保溫6小時，后再次降溫至400℃，降溫速率75℃/小時，保溫10小時，后空冷至室溫，

之后對泵體內表面進行涂覆碳化硼系陶瓷材料；通過涂覆在泵體內表面形成碳化硼系陶瓷材料層，碳化硼系陶瓷材料層厚度0.5mm，碳化硼系陶瓷材料層包括（重量）：碳化硼39份，碳化鉻27份，碳化鈦16份，氮化鈦9份，將涂覆后的泵體進行加熱，升溫至700℃，升溫速率200℃/小時，保溫4小時，后降溫至500℃，降溫速率100℃/小時，保溫8小時，后再次降溫至200℃，降溫速率50℃/小時，保溫10小時，后空冷至室溫，得到最終泵體。

2.如權利要求1所述的一種汽車用水泵，鈦合金葉輪本體化學組成為（重量）：Zn：15﹪、Al：5﹪、Mo：2﹪、Si：1﹪、Co：0.8﹪、Cu：0.4﹪、Fe：0.2﹪，Cr：0.1﹪、Zr：0.05﹪、La：0.03﹪、Ta：0.03﹪，B：0.01﹪，余量為Ti以及不可避免的雜質。