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三螺杆泵陶瓷镀膜衬套

产品分类:三螺杆泵陶瓷镀膜衬套

产品参数:

产品详情

三螺杆泵衬套概况
目前国内外市场的三螺杆泵衬套主要有两种,一种以铜套为主,主要缺点是使用寿命短。另一种三螺杆泵衬套主要采用整体陶瓷材料,整个衬套有对称的两半组成。其优点是耐磨,但缺点也比较明显,如制造难度大,制造成本高,整体陶瓷硬脆易碎。因此,螺杆泵衬套已成为制约螺杆泵发展的主要瓶颈。
在这一背景下,我公司推出了表面陶瓷技术。通过该技术,可以使整体衬套采用铝合金,对衬套孔进行陶瓷化处理,技术指标已达到国外整体陶瓷水平。经过在国内外泵类企业长期大量的实验,结果表明: 该陶瓷膜层的硬度达到900HV以上,经济膜层厚度不低于40μm,具有高精度,高耐磨度,对温度变化不敏感,且不易与酸碱介质发生反应的性能,既提高了衬套的使用寿命和螺杆泵的性能,也降低了使用纯陶瓷衬套的成本。
目前这项专利技术我公司主要运用在三螺杆泵衬套和气流纺转杯上,如果企业对其他具有类似功能的产品有需求,我们也可以对其提供陶瓷镀膜的工艺处理。

技术原理
在等离子体放电的作用下使转杯表面的Al2O3发生熔化、凝固、扩散、相变等一系列的物理变化,最终在基体表面形成一层性能优良的陶瓷化涂层。这层陶瓷膜与基体之间属于冶金结合,具有耐磨(最高硬度可达HV1800)、防腐蚀(中性盐雾试验可达1000h以上)、摩擦系数小(低于0.2)等优良特性。
陶瓷膜层性能
(1) 陶瓷膜硬度(量产指标)   
      铝合金(7075、2024或LY12、6031、6061等):HV400-HV1500   
      镁合金:HV300-HV600

图1:膜层硬度测试方法
(2) 膜层结构和膜层厚度

图2:膜层晶相分布
(3) 量产的膜层厚度一般以20-50μm 厚度为宜

图3:膜层的断面结构
(4) 耐磨性能

图4:摩擦性能测试方法

图5:非自润滑陶瓷膜层的摩擦系

图6:自润滑陶瓷膜层的摩擦系数

图7:不同表面处理工艺的耐磨性能
 
从图7可以看出,阳极化转杯和电镀镍磷钢杯的磨损量基本与使用时间呈正比关系。金刚镀与激光镀陶瓷相比,30min之内稍微好于陶瓷镀层,但30min之后,明显好于国外金刚石涂层。
(5)  陶瓷膜层的防腐性能
a)铝合金防腐陶瓷膜的标准中性盐雾试验可达1000小时以上;
b)铝合金硬质陶瓷膜的标准中性盐雾试验可达500小时以上;
c)镁合金的标准中性盐雾试验可达500小时以上。
实验数据及结果
目前陶瓷膜厚度,实验室里能够达到的最大厚度为300μm,最大硬度可达HV2000以上。量产零件的最大厚度为60μm,最大硬度可达HV1500,一般经济硬度不低于HV900时,陶瓷膜层厚度应不低于40um 。一般来说,在LY12和7075材料上生成的硬质陶瓷膜,当硬度达到HV1000-HV1200时,表面粗糙度能做到Ra0.3-Ra1.6。
这种陶瓷膜是在零件的基体上面生长出来的,属于冶金结合,因此陶瓷膜与基体之间没有界限,与电镀等以异于集体材料附加在基体上实现表面处理工艺不同,这种陶瓷膜可以说永不剥落。
铝合金基体陶瓷化衬套完全可以替代国外整体陶瓷衬套,性能指标不相上下,但制造难度却大为降低,并能满足量产需求。
可开发的产品
目前此项专利技术我公司主要运用在气流纺转杯跟三螺杆泵陶瓷衬套中,未来开发的新产品主要是性能要求具有高精度、高耐磨度、使用寿命长、硬度大的铝合金、镁合金、钛合金零部件。未来能够完全替代现有纯陶瓷零部件的使用。

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