[發(fā)明專利]一種海水泵葉輪螺母的復(fù)合制造方法

有效

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• 申請日: 2020-07-20
• 公開（公告）號: CN111843384B
• 公開（公告）日: 2022-02-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊可;劉思沾;包曄峰
• 申請（專利權(quán)）人: 河海大學(xué)常州校區(qū)
• 主分類號: B23P15/00
• 分類號: B23P15/00
• 代理公司: 南京縱橫知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32224
• 代理人: 劉妍妍

本發(fā)明涉及海水泵技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種海水泵葉輪螺母的復(fù)合制造方法，包括如下步驟：用鑄鋼鑄造待堆焊的母材，母材清潔后，采用帶極電渣堆焊的方法在母材外表面熔敷一層316L不銹鋼；采用焊條電弧焊的方法在母材內(nèi)腔壁上熔敷馬氏體不銹鋼；加工銑出螺母外表面；在母材內(nèi)腔上攻出螺紋。通過上述過程，本發(fā)明可以實現(xiàn)在鑄鋼外表面“套上”耐蝕合金殼層，內(nèi)腔由馬氏體不銹鋼構(gòu)成的螺紋層耐磨性優(yōu)異，制造成品兼有耐磨、耐腐蝕的優(yōu)勢，使用壽命較傳統(tǒng)單一材料制造葉輪螺母得到大幅提升。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及海水泵技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種海水泵葉輪螺母的復(fù)合制造方法。

背景技術(shù)

海水泵，是一種將電機的機械能傳遞給海水的機械，廣泛應(yīng)用于海濱消防、海水淡化、潮汐發(fā)電等場合。海水泵的過流部件主要包括：吸入室、壓出室、葉輪、葉輪螺母和泵殼。作為一種限制葉輪軸向平動的部件，葉輪螺母在工作狀態(tài)同樣承受著海水流動沖刷，極易受腐蝕失效。現(xiàn)有工藝主要有兩類方法解決葉輪螺母易蝕問題：一是在螺母外表套上高分子防銹殼層，這種方法主要不足在于：殼層與內(nèi)部金屬并未形成原子層面的連接，一旦外殼出現(xiàn)裂隙，這種結(jié)構(gòu)反而有助于海水在金屬和外殼之間滯留，加速金屬的腐蝕；另一種工藝是整體采用高合金不銹鋼精鑄葉輪螺母，其主要不足在于：通常用于鑄造螺母的不銹鋼材料硬度不大，普遍不足20HRC，采用單一材料制造的葉輪螺母在使用中易出現(xiàn)螺紋磨損甚至卡死故障。

復(fù)合制造的基本思想是將具有不同性質(zhì)的材料有機地結(jié)合在一起，在部件工作時各種材料充分發(fā)揮其固有屬性，提升部件的整體性能，延長部件的使用壽命。在金屬部件制造領(lǐng)域，常采用熔焊的方法，在部件的表面熔敷上一層與母材性質(zhì)相異的合金，從而提升工作端面的耐腐蝕性、耐磨性等性質(zhì)。為提高葉輪螺母的耐腐蝕性，可以采用帶極電渣堆焊工藝在鑄造母材表面熔敷耐蝕不銹鋼。因為帶極電渣堆焊稀釋率低(不足15％)，熔敷效率大。然而國內(nèi)對帶極電渣堆焊的研究剛剛起步，市售焊劑品種有限且多從日本德國等國進口，工藝參數(shù)的研究也十分有限，一定程度上阻礙了這種工藝在復(fù)合制造領(lǐng)域的應(yīng)用。

為提高葉輪螺母螺紋層的耐磨性，可以使用馬氏體不銹鋼制造螺母內(nèi)腔上的螺紋層。普通馬氏體焊芯采用增加固溶碳含量的方法提高堆焊層硬度，由此帶來耐腐蝕性、韌性差的問題，不能直接應(yīng)用于海水泵葉輪螺母的制造。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種能制作性能優(yōu)異且外形精度高的海水泵葉輪螺母的復(fù)合制造方法，可以解決上述背景技術(shù)中提出的問題，制造成品兼有耐磨、耐腐蝕的優(yōu)勢，使用壽命較傳統(tǒng)單一材料制造葉輪螺母得到大幅提升。

為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：

一種海水泵葉輪螺母的復(fù)合制造方法，包括如下步驟：

用鑄鋼鑄造待堆焊的母材，母材清潔后，采用帶極電渣堆焊的方法在母材外表面熔敷一層316L不銹鋼；采用焊條電弧焊的方法在母材內(nèi)腔壁上熔敷馬氏體不銹鋼；加工銑出螺母外表面；在母材內(nèi)腔上攻出螺紋。

進一步的，母材清潔包括修剪流道、砂紙打磨去除氧化皮和夾砂、清洗除塵除污。

進一步的，所述方法還包括精銑、拋光的步驟。

進一步的，帶極電渣堆焊采用的堆焊材料由焊帶和焊劑組成；焊帶是截面尺寸10mm×0.5mm的316L不銹鋼，所述焊劑包括以下質(zhì)量份數(shù)的組分：螢石50-70份，鋁礬土15-35份，鎂砂10-25份，粘土15-35份，鋯石5-10份；所述焊劑還包括金紅石、硅鐵和錳鐵，所述金紅石、硅鐵和錳鐵的總質(zhì)量不超過3份。