Грунтовой насос с многослойным покрытием

Полезная модель относится к нанесению износостойких слоев на грунтовый насос, в частности к нанесению покрытий высокоскоростным газопламенным напылением на грунтовый насос и может быть использована во всех областях машиностроения, судостроения, связанных с механической обработкой металлов.
Известен грунтовой насос, содержащий корпус, расположенные в нем рабочее колесо с цилиндрической входной горловиной, бронедиск, систему промывки зазоров чистой водой, при этом бронедиск выполнен сотсавным, снабженным сменным диском, рабочая поверхность которого армирована износостойким материалом, а на внутренней поверхности корпуса насоса выполнен аналогичный сменный бронедиск с износостойким покрытием на рабочей поверхности, в зазоры между бронедиском и рабочим колесом для их промывки от абразивных частиц подается чистая вода под давлением, превышающим давление в напорном патрубке насоса, в этих зазорах установлены уплотнительные манжеты (патент №23554 KZ).
Недостатком данного грунтового насоса является низкие прочностные характеристики, обусловленные недостаточной стойкостью к гидроабразивному и кавитационному износу при длительной работе на воде.
Известен грунтовой насос, содержащий корпус насоса, состоящий из отвода, бронедисков, выполненных в виде металлических дисков с приливами для крепления к корпусу и снабженных многослойной оболочкой из резинотканевой ленты, навитой на металлические диски в радиальном направлении, и нанесенным с рабочей стороны защитным покрытием (патент №2133881 RU).
Недостатком данного грунтового насоса являются низкие прочностные характеристики, обусловленные недостаточной стойкостью к гидроабразивному и кавитационному износу при длительной работе на воде, а также слабая адгезия резины к металлу закладных элементов, обуславливающая невысокую надежность конструкции.
Задачей полезной модели является усовершенствование грунтовых насосов композиционным покрытием, позволяющим повысить его эксплуатационные свойства в условиях эксплуатации.
Техническим результатом полезной модели является повышение прочностных характеристик покрытия, в частности повышения износостойкости и прочности, за счет повышение стойкости к гидроабразивному и кавитационному износу.
Технический результат достигается тем, что грунтовой насос с многослойным композитным покрытием, характеризующийся тем, что покрытие выполнено с помощью высокоскоростного газопламенного напыления в защитной атмосфере многослойным, и представляет собой композит, состоящий из первого нижнего слоя из материала с эффектом памяти формы Ti-Ni-Hf при следующем соотношении, мас. %:
титан
30-31,0
никель
49,5-50
гафний
19,5-20
и второго слоя из износостойкого материала при следующем соотношении, мас. %:
эльбор (cBN)
70-77
кобальт
15-20
молибден
8-10
При этом толщина первого нижнего слоя из материала с эффектом памяти составляет 1200-1500 мкм, второго износостойкого слоя - 500-800 мкм, при этом общая толщина покрытия составляет 1700-2300 мкм.
Принятая последовательность слоев обеспечивает повышение прочностных характеристик и износостойкости композита, за счет повышения стойкости к гидроабразивному и кавитационному износу.
Наличие первого нижнего слоя, обладающего эффектом памяти формы, находящимся в мартенситном состоянии помимо характерных свойств памяти, сверхупругости или сверхэластичности, тормозит, а иногда блокирует распространение дефектов типа трещин, возникающих в верхнем слое, как следствие, способствует повышению прочности и долговечности. Второй слой cBN-Co-Mo обладает повышенной прочностью и износостойкостью, что увеличивает прочностные свойства композиционного покрытия. Представленная структура слоев позволяет получить высокую прочность сцепления покрытия с основой за счет осуществления процесса нанесения покрытия с помощью высокоскоростного газопламенного напыления в защитной атмосфере - аргоне, что также увеличивает прочность связи первого нижнего слоя из материала с эффектом памяти формы и второго слоя между собой. Совокупность указанных признаков позволит повысить стойкость композитного покрытия к гидроабразивному и кавитационному износу и обеспечит повышение прочностных характеристик и износостойкости грунтового насоса.
Пример выполнения.
На рабочую поверхность грунтового насоса, выполненного из твердого сплава, наносят высокоскоростным газопламенным напылением в защитной атмосфере первый нижний слой, обладающий эффектом памяти формы Ti-Ni-Hf толщиной 1200 мкм при следующем соотношении, мас. %: титан 30, никель 50, гафний 20, далее на первый нижний слой наносят высокоскоростным газопламенным напылением в защитной атмосфере второй слой из износостойкого материала толщиной 500 мкм при следующем соотношении, мас. %: эльбор (cBN) 70, кобальт 20, молибден 10. В результате получаем грунтовый насос с многослойным покрытием, имеющим высокие эксплуатационные свойства, обусловленные высокими прочностными характеристиками, в частности высокой износостойкостью и прочностью, полученными за счет повышения стойкости к гидроабразивному и кавитационному износу.
Результатом полезной модели стало увеличение среднего периода эксплуатационной стойкости грунтового насоса с предлагаемой моделью получения слоев на 30-40% по сравнению со средним периодом стойкости известных грунтовых насосов.