基于热固性树脂以及碳化硅颗粒的耐磨蚀层的制备工艺制造技术

基于热固性树脂以及碳化硅颗粒的耐磨蚀层的制备工艺，包括以下步骤：1)制作装配式模具；2)制备耐磨蚀层充填料；该充填料是表面裹敷有热固性树脂的碳化硅颗粒；3)将制备的耐磨蚀层充填料装填在待装填装配式模具中并捣压实，加温，使装配式模具里的碳化硅颗粒表面裹敷的热固性树脂固化，使耐磨蚀层充填料在待加装耐磨蚀层的金属基材或金属构件中定型并形成耐磨蚀粗胚：4)根据热固性树脂配制注浆浆料，并将其注入已经定型的待加装耐磨蚀层的金属基材或金属构件整体的耐磨蚀粗胚的孔洞中；5)加热使注浆浆料固化。本发明专利技术提供了一种抗磨损能力显著的基于热固性树脂以及碳化硅颗粒粘接在金属基材(金属构件)上进而形成耐磨蚀层的制备工艺。

【技术实现步骤摘要】
基于热固性树脂以及碳化硅颗粒的耐磨蚀层的制备工艺
本专利技术属于耐磨损、抗腐蚀复合材料领域，涉及一种基于热固性树脂以及碳化硅颗粒的耐磨蚀层的制备工艺，尤其涉及一种使用热固性树脂将碳化硅颗粒粘接在金属基材(金属构件)上进而形成耐磨损以及抗腐蚀层的生产工艺。
技术介绍
随着工业的发展，在许多行业设备的关键部位都非常需要做抗磨蚀处理，例如：火力发电厂的煤粉输送管道弯头和脱硫泵；矿业选矿用的矿砂输送管道弯头、三通、渣浆泵以及煤化工、石油化工和其它化工用的管道与泵。目前国内外解决耐磨损、抗腐蚀问题的方法有：1)全金属的泵和管道，优点是强度高、刚性和韧性好，缺点是耐磨损、抗腐蚀性差。2)金属加橡胶内衬的泵和管道，优点是抗腐蚀好，缺点是耐磨损性差。3)金属内嵌粘贴陶瓷内衬的泵和管道，优点是耐磨损、抗腐蚀性能优异，缺点是陶瓷片连接缝处易损坏。4)在金属基材上用环氧树脂与碳化硅颗粒混合后浇注成型的泵和管道，优点是耐磨损、抗腐蚀性能优异，缺点首先是能够流动的浇注料浇注的制品内的碳化硅颗粒分布不均或者分层，并且碳化硅颗粒两两之间夹着树脂降低了碳化硅单颗粒的抗冲击性，从而大大地降低了制品的耐磨品质；其次是浇注料浇注制品的模具要求具有防止粘连和优异的密封性能，因此，很难制作完成体积较大的模具。
技术实现思路
为了解决
技术介绍
中存在的上述技术问题，本专利技术提供了一种抗磨损能力显著的基于热固性树脂以及碳化硅颗粒粘接在金属基材(金属构件)上进而形成耐磨蚀层的制备工艺。本专利技术的技术解决方案是：本专利技术提供了一种基于热固性树脂以及碳化硅颗粒的耐磨蚀层的制备工艺，其特殊之处在于：所述工艺包括以下步骤：1)根据待加装耐磨蚀层的金属基材(金属构件)的结构及工件的形状结构制作与其相匹配的多级组合装配式模具；2)配制表面裹敷有热固性树脂的碳化硅颗粒，使其成为工件的耐磨蚀层充填料；3)模具分级组装，每组装完成一级模具，就在这级模具里填装耐磨蚀层充填料，并捣压实耐磨蚀层充填料，再给这一级模具加温，促使模具里的碳化硅颗粒表面裹敷的热固性树脂固化，使耐磨蚀层充填料在工件里定型成为耐磨蚀粗胚，然后再组装下一级模具，并重复以上工艺；4)将热固性树脂配制成注浆浆料，并将其注入已经定型的工件整体的耐磨蚀粗胚的孔洞之中；5)加热促使注浆浆料固化，完成工件整体的耐磨蚀层的制作。上述步骤1)的具体实现方式是：1.1)设计制作多级组合装配式模具：1.1.1)根据待加装耐磨蚀层的金属基材(金属构件)的结构及工件的设计结构要求，合理设计制作与其相匹配的多级组合装配式模具；1.1.2)多级组合装配式模具是采用逐级组合装配的工艺方案，是按照顺序一级组装完成后再组装下一级，后级的未组装不影响已组合装配好了的前部分模具的使用；1.2)多级组合装配式模具的设计重点：1.2.1)制作多级组合装配式模具的材料，在0～300℃的温度范围内，形变不得超出工件要求的公差范围；1.2.2)金属基材(金属构件)要能够固定连接在模具上；1.2.3)每一级模具都不能留有填装不进去耐磨蚀层充填料的死角。上述步骤2)的具体实现方式是：2.1)选配热固性树脂及辅料：所述热固性树脂的选取条件是根据待加装耐磨蚀层的金属基材(金属构件)的使用环境以及耐磨蚀层的使用环境选用热固性树脂；所述热固性树脂是环氧树脂、乙烯基树脂或酚醛树脂；所述热固性树脂采用环氧树脂时，所述环氧树脂是E51环氧树脂或改性环氧树脂；所述热固性树脂采用乙烯基树脂时，所述乙烯基树脂是气干性乙烯基树脂或酚醛环氧乙烯基树脂；所述热固性树脂采用酚醛树脂时，所述酚醛树脂是碱性酚醛树脂或改性酚醛树脂；所述热固性树脂的用量是根据碳化硅颗粒的大小及用量来确定的，所述热固性树脂在单位体积的碳化硅颗粒上的用量，是单位体积的碳化硅颗粒的表面积乘以0.03～0.1mm，所述热固性树脂在单位体积的碳化硅颗粒上的最优用量，是单位体积的碳化硅颗粒的表面积乘以0.07mm；所述辅料根据选用的热固性树脂选取相应的固化剂、引发剂、稀释剂以及消泡剂；所述辅料的用量和品种是由所选用的热固性树脂的用量和品种来确定；2.2)选取碳化硅颗粒并对其进行表面处理：碳化硅颗粒选取的范围是粒径在1.5mm～3.5mm之间的碳化硅颗粒，最好选取粒径范围在2mm～3mm之间的碳化硅颗粒；清除选取的碳化硅颗粒表面上的污染杂质，并且根据选取的热固性树脂的性能，选用相应的表面活性剂对碳化硅颗粒表面进行处理，有效加强碳化硅颗粒与热固性树脂之间的粘接性能，表面活性剂的用量不低于热固性树脂质量用量的1％；2.3)将选取得到的热固性树脂、辅料以及碳化硅颗粒混合均匀；配制成工件的耐磨蚀层充填料；所述热固性树脂在碳化硅颗粒表面的裹敷厚度是0.03～0.1mm，最优的裹敷厚度是0.07mm；2.4)将步骤2.3)所得到的工件的耐磨蚀层充填料进行真空处理，真空度要求达到10KPa；上述步骤3)的具体实现方式是：3.1)将第一级模具内侧(与耐磨蚀层充填料接触侧)做好脱模剂处理，再将金属基材(金属构件)固定安装在模具上；3.2)将配制好的耐磨蚀层充填料，装填进入第一级模具内；3.3)在装填的过程中，一边装料一边用橡胶棒或尼龙棒捣压，使耐磨蚀层充填料装填密实，达到碳化硅颗粒两两之间能够挤开热固性树脂相互紧密地靠在一起；同时，碳化硅颗粒表面裹敷的热固性树脂很薄，由碳化硅颗粒堆积形成的孔洞又是非常地通透；3.4)加热促使装填在第一级模具中的耐磨蚀层充填料里的碳化硅颗粒表面裹敷的热固性树脂固化，定型成为工件的耐磨蚀粗胚；所述耐磨蚀层充填料固化，定型成为工件的耐磨蚀粗胚的加热温度根据所用热固性树脂确定；所述加热温度在50℃～200℃之间，所述最优加热温度是80℃～120℃；加热固化时间30分钟～3小时之间；3.5)待步骤3.4)完成，冷却到常温后，再加装上第二级模具，分别依次重复按照上述步骤3.1)、3.2)、3.3)、3.4)、3.5)中所述的工艺循环操作，直至最后一级模具中的耐磨蚀层充填料固化，定型成为工件的耐磨蚀粗胚，并冷却到常温时，则工件整体的耐磨蚀粗胚定型完成。上述步骤3.3)、3.4)中所述的工件耐磨蚀粗胚内的碳化硅颗粒两两之间相互紧密地靠在一起，达到了同一粒径下碳化硅颗粒的最大堆积密度，因此，工件的耐磨蚀层有保障在最终完成后，就能够达到最大强度和最大抗磨损性；上述步骤2.1)、2.3)、3.3)、3.4)中所述的工件耐磨蚀粗胚内的碳化硅颗粒表面裹敷的热固性树脂很薄，因此，耐磨蚀粗胚上从里到外那些由碳化硅颗粒堆积形成的孔洞是非常通透的，能够确保热固性树脂顺利通过。上述步骤4)的具体实现方式是：4.1)配制热固性树脂注浆浆料：4.1.1)所述热固性树脂的选取条件是根据工件使用环境以及耐磨蚀层的使用环境选用热固性树脂；所述热固性树脂是环氧树脂、乙烯基树脂或酚醛树脂；所述热固性树脂采用环氧树脂时，所述环氧树脂是E51环氧树脂或改性环氧树脂；所述热固性树脂采用乙烯基树脂时，所述乙烯基树脂是酚醛环氧乙烯基树脂；所述热固性树脂采用酚醛树脂时，所述酚醛树脂是碱性酚醛树脂或改性酚醛树脂；所述热固性树脂的用量是根据工件整体耐磨蚀粗胚的孔洞的容量来确定；4.1.2)所述辅料根据选用的热固性树脂选取相应的固化剂、引发剂、稀释剂以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于热固性树脂以及碳化硅颗粒的耐磨蚀层的制备工艺，其特征在于：所述制备工艺包括以下步骤：1)根据待加装耐磨蚀层的金属基材或金属构件的结构及形状制作与待加装耐磨蚀层的金属基材或金属构件相匹配的装配式模具；2)制备待装填至装配式模具的耐磨蚀层充填料；所述装配式模具的耐磨蚀层充填料是表面裹敷有热固性树脂的碳化硅颗粒；3)将步骤2)所制备得到的耐磨蚀层充填料装填在待装填装配式模具中，将耐磨蚀层充填料捣压实，给装配式模具加温，使装配式模具里的碳化硅颗粒表面裹敷的热固性树脂固化，使耐磨蚀层充填料在待加装耐磨蚀层的金属基材或金属构件中定型并形成耐磨蚀粗胚：4)根据热固性树脂配制注浆浆料，将注浆浆料注入已经定型的待加装耐磨蚀层的金属基材或金属构件整体的耐磨蚀粗胚的孔洞中；5)加热促使注浆浆料固化，完成待加装耐磨蚀层的金属基材或金属构件整体的耐磨蚀层的制作。

【技术特征摘要】
1.一种基于热固性树脂以及碳化硅颗粒的耐磨蚀层的制备工艺，其特征在于：所述制备工艺包括以下步骤：1)根据待加装耐磨蚀层的金属基材或金属构件的结构及形状制作与待加装耐磨蚀层的金属基材或金属构件相匹配的装配式模具；2)制备待装填至装配式模具的耐磨蚀层充填料；所述装配式模具的耐磨蚀层充填料是表面裹敷有热固性树脂的碳化硅颗粒；3)将步骤2)所制备得到的耐磨蚀层充填料装填在待装填装配式模具中，将耐磨蚀层充填料捣压实，给装配式模具加温，使装配式模具里的碳化硅颗粒表面裹敷的热固性树脂固化，使耐磨蚀层充填料在待加装耐磨蚀层的金属基材或金属构件中定型并形成耐磨蚀粗胚：4)根据热固性树脂配制注浆浆料，将注浆浆料注入已经定型的待加装耐磨蚀层的金属基材或金属构件整体的耐磨蚀粗胚的孔洞中；5)加热促使注浆浆料固化，完成待加装耐磨蚀层的金属基材或金属构件整体的耐磨蚀层的制作；所述步骤2)的具体实现方式是：2.1)选配热固性树脂及辅料：所述热固性树脂的选取条件是根据待加装耐磨蚀层的金属基材或金属构件的使用环境以及耐磨蚀层的使用环境选用热固性树脂；所述热固性树脂是环氧树脂、乙烯基树脂或酚醛树脂；所述热固性树脂的用量是根据碳化硅颗粒的大小及用量确定，所述热固性树脂在单位体积的碳化硅颗粒上的用量体积是单位体积的碳化硅颗粒的表面积与0.03～0.1mm的乘积；所述辅料根据选用的热固性树脂选取相应的固化剂、引发剂、稀释剂以及消泡剂；所述辅料的用量和品种是由所选用的热固性树脂的用量和品种来确定；2.2)选取碳化硅颗粒并对其进行表面处理：碳化硅颗粒选取的范围是粒径在1.5mm～3.5mm之间的碳化硅颗粒；清除选取的碳化硅颗粒表面上的污染杂质，并且根据选取的热固性树脂的性能，选用相应的表面活性剂对碳化硅颗粒表面进行处理，有效加强碳化硅颗粒与热固性树脂之间的粘接性能，表面活性剂的用量不低于热固性树脂质量用量的1％；2.3)将选取得到的热固性树脂、辅料以及碳化硅颗粒混合均匀；配制成金属基材或金属构件的耐磨蚀层充填料；所述热固性树脂在碳化硅颗粒表面的裹敷厚度是0.03～0.1mm；2.4)将步骤2.3)所得到的金属基材或金属构件的耐磨蚀层充填料进行真空处理，真空度要求达到10KPa。2.根据权利要求1所述的基于热固性树脂以及碳化硅颗粒的耐磨蚀层的制备工艺，其特征在于：所述步骤2.1)中热固性树脂采用环氧树脂时，所述环氧树脂是E51环氧树脂或改性环氧树脂；所述热固性树脂采用乙烯基树脂时，所述乙烯基树脂是气干性乙烯基树脂或酚醛环氧乙烯基树脂；所述热固性树脂采用酚醛树脂时，所述酚醛树脂是碱性酚醛树脂或改性酚醛树脂；所述步骤2.1)中所述热固性树脂在单位体积的碳化硅颗粒上的用量体积是单位体积的碳化硅颗粒的表面积与0.07mm的乘积；所述步骤2.2)中，碳化硅颗粒选取的范围是粒径在2mm～3mm之间的碳化硅颗粒；所述步骤2.3)中，所述热固性树脂在碳化硅颗粒表面的裹敷厚度是0.07mm。3.根据权利要求2所述的基于热固性树脂以及碳化硅颗粒的耐磨蚀层的制备工艺，其特征在于：所述步骤3)的具体实现方式是：3.1)将与耐磨蚀层充填料接触的装配式模具的一侧进行脱模剂处理，再将金...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱胜利，
申请(专利权)人：朱胜利，
类型：发明
国别省市：陕西;61