水力机械过流部件抗磨涂层及其制备与涂覆方法
技术领域
本发明涉及水力机械过流部件抗泥沙磨损保护领域，具体是一种水力机械过流部件抗磨涂层及其制备与涂覆方法，其可用于已经磨损损坏的水泵过流部件的修复。
背景技术
水力机械部件上粉末涂料的需要具备的特性有：(1)该产品不含毒性，不含溶剂和不含挥发性有毒的物质，这样才能无中毒、无火灾、无“三废”的排放等公害问题，完全符合国家环保法的要求。(2)涂层致密、附着力、抗冲击强度和韧性均好，具有优良的抗磨损性能。(3)可用于已经磨损破坏的水泵过流部件进行修复。(4)涂料存贮、运输安全和方便等。
但是现有普通粉末涂料无法完全满足上述特性，因此亟需一种能够满足上述特性的粉末涂料应用于水泵过流部件上。
发明内容
本发明为了解决现有技术缺乏能够应用于水泵过流部件上的粉末涂料，提供了一种水力机械过流部件抗磨涂层及其制备与涂覆方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：一种水力机械过流部件抗磨涂层，是由涂料A和涂料B组成的，
所述涂料A是由下列重量份的原料制成的：环氧树脂E12%20100份、铸石粉0-100份、双氰胺3.5-5.5份、低熔点尼龙粉5-20份；
所述涂料B是由下列重量份的原料制成的：低熔点尼龙粉100份、聚丙烯粉末0-30份、热塑性聚氨酯粉末0-30份。
作为本发明抗磨涂层技术方案的进一步改进，所述涂料A是由下列重量份的原料制成的：环氧树脂E12%20100份、铸石粉20-80份、双氰胺4.0-5.0份、低熔点尼龙粉10-15份；
所述涂料B是由下列重量份的原料制成的：低熔点尼龙粉100份、聚丙烯粉末10-20份、热塑性聚氨酯粉末10-20份。
本发明进一步提供了一种水力机械过流部件抗磨涂层的制备方法，具体为：
所述涂料A的制备方法包括以下步骤：将涂料A的各原料放入混合机内混合，将混合好的混合料放入双螺杆挤出机挤出，挤出机的一区温度控制在：85±3℃；二区温度控制在：95±3℃；挤出后的片状料冷却后，投入到粉碎机内粉碎、研磨成粉末，包装入库，得到涂料A；
所述涂料B的制备方法包括以下步骤：将涂料B的各原料放入球磨机内混合后研磨成粉末，包装入库，得到涂料B。
作为本发明抗磨涂层的制备方法技术方案的进一步改进，所述涂料A和涂料B的粉末均为60-80目。
本发明进一步提供了一种水力机械过流部件抗磨涂层的涂覆方法，包括以下步骤：将水力机械过流部件表面经喷砂处理后，送入加热烘箱内加热至220℃，然后通过静电喷涂机将涂料A与涂料B依次喷涂于水力机械过流部件表面，第二次送入加热烘箱内180℃下保温60min，自然冷却至室温，完成抗磨涂层的涂覆。
作为本发明抗磨涂层的涂覆方法技术方案的进一步改进，在第二次将水力机械过流部件送入加热烘箱内时，控制水力机械过流部件处于旋转中，避免抗磨涂层在加热过程中发生流淌。
本发明所提供的水力机械过流部件抗磨涂层与金属基材的粘接强度高，抗磨涂层的抗泥沙磨损性能优良。不仅可以在新的水力机械过流部件表面进行涂层涂覆，用于抵抗泥沙对水力机械过流部件的磨损破坏，而且可以对已经磨损破坏的水力机械过流部件表面进行涂层修复，从而延长水力机械过流部件的使用寿命。经室内试验测试，抗磨涂层与金属基材的粘接强度可以达到80MPa以上，抗剪强度可以达到40MPa以上。涂覆有本发明抗磨涂层的水泵叶轮与未涂覆任何涂层的不锈钢叶轮在同等条件下，进行了含沙水流磨损试验对比，试验表明：涂覆有本发明抗磨涂层的水泵叶轮的抗泥沙磨损能力明显优于未涂覆任何涂层的不锈钢叶轮。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
本发明提供了一种水力机械过流部件抗磨涂层，是由涂料A和涂料B组成的，
所述涂料A是由下列重量份的原料制成的：环氧树脂E12%20100份、铸石粉0-100份、双氰胺3.5-5.5份、低熔点尼龙粉5-20份；
所述涂料B是由下列重量份的原料制成的：低熔点尼龙粉100份、聚丙烯粉末0-30份、热塑性聚氨酯粉末0-30份。
在本发明中，其中涂料A中，环氧树脂E12为主体粘接材料；铸石粉为填料，增强材料强度，同时降低成本；双氰胺作为固化剂；低熔点尼龙粉增加材料韧性、耐磨，同时可使A和B更好的融为一体。
涂料B中，低熔点尼龙粉增加材料韧性、耐磨，同时可使A和B更好的融为一体；聚丙烯粉末的作用增强材料耐磨性；热塑性聚氨酯粉末增加涂层弹性，提高抗气蚀能力。
并且，在本发明的实施例中，所述低熔点尼龙粉的熔点为170℃的共聚尼龙。热塑性聚氨酯粉末可采用1185A德国巴斯夫TPU粉末，熔点120-130℃，粒径80目。
在本发明所提供的一个实施例中，优选的，所述涂料A是由下列重量份的原料制成的：环氧树脂E12%20100份、铸石粉20-80份、双氰胺4.0-5.0份、低熔点尼龙粉10-15份。在本发明所提供的另一个实施例中，更加优选的，所述涂料A是由下列重量份的原料制成的：环氧树脂E12%20100份、铸石粉40-60份、双氰胺4.3-4.8份、低熔点尼龙粉11-13份。
在本发明所提供的一个实施例中，优选的，所述涂料B是由下列重量份的原料制成的：低熔点尼龙粉100份、聚丙烯粉末10-20份、热塑性聚氨酯粉末10-20份。在本发明所提供的另一个实施例中，更加优选的，所述涂料B是由下列重量份的原料制成的：低熔点尼龙粉100份、聚丙烯粉末13-18份、热塑性聚氨酯粉末12-17份。
本发明进一步提供了一种水力机械过流部件抗磨涂层的制备方法，具体为：
所述涂料A的制备方法包括以下步骤：将涂料A的各原料放入混合机内混合，将混合好的混合料放入双螺杆挤出机挤出，挤出机的一区温度控制在：85±3℃；二区温度控制在：95±3℃；挤出后的片状料冷却后，投入到粉碎机内粉碎、研磨成粉末，包装入库，得到涂料A；
所述涂料B的制备方法包括以下步骤：将涂料B的各原料放入球磨机内混合后研磨成粉末，包装入库，得到涂料B。
在上述技术方案中，优选的，所述涂料A和涂料B的粉末均为60-80目。
本发明进一步提供了一种水力机械过流部件抗磨涂层的涂覆方法，包括以下步骤：将水力机械过流部件表面经喷砂处理后，送入加热烘箱内加热至220℃，然后通过静电喷涂机将涂料A与涂料B依次喷涂于水力机械过流部件表面，第二次送入加热烘箱内180℃下保温60min，自然冷却至室温，完成抗磨涂层的涂覆。
在本发明中，所述水力械过流部件优选的为水泵叶轮。其中，本发明对喷砂处理所用的设备没有特别限定，且喷砂处理的操作规程可采用本领域技术人员常规使用的喷砂处理步骤。在本发明中，在喷涂涂料A与涂料B之前，将水力机械过流部件先送入加热烘箱内进行加热，可以使得涂料A与涂料B先行粘接于水机械过流部件表面。在本发明中，所述水泵叶轮的材质为金属基材，优选的可采用铸铁、不锈钢或铸铜等。在本发明中，将涂料A与涂料B依次喷涂于水力机械过流部件表面后第二次送入加热烘箱内180℃下保温60min，自然冷却至室温，即可完成抗磨涂层的涂覆。
在本发明中，优选的在第二次将水力机械过流部件送入加热烘箱内时，控制水力机械过流部件处于旋转中，避免抗磨涂层在加热过程中发生流淌。该旋转的转速可根据水力机械过流部件的材质来调控，避免涂层在水力机械过流部件表面上流失。
下面通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细的说明。
实施例1
一种水力机械过流部件抗磨涂层的制备方法，具体为：
所述涂料A是由下列重量份的原料制成的：环氧树脂E12%20100份、铸石粉20份、双氰胺5.0份、低熔点尼龙粉5份；
所述涂料A的制备方法包括以下步骤：将涂料A的各原料放入混合机内混合，将混合好的混合料放入双螺杆挤出机挤出，挤出机的一区温度控制在：85±3℃；二区温度控制在：95±3℃；挤出后的片状料冷却后，投入到粉碎机内粉碎、研磨成70目粉末，包装入库，得到涂料A。
所述涂料B是由下列重量份的原料制成的：低熔点尼龙粉100份、热塑性聚氨酯粉末10份；
所述涂料B的制备方法包括以下步骤：将涂料B的各原料放入球磨机内混合后研磨成70目粉末，包装入库，得到涂料B。
实施例2
一种水力机械过流部件抗磨涂层的制备方法，具体为：
所述涂料A是由下列重量份的原料制成的：环氧树脂E12%20100份、铸石粉80份、双氰胺5.5份、低熔点尼龙粉10份；
所述涂料A的制备方法包括以下步骤：将涂料A的各原料放入混合机内混合，将混合好的混合料放入双螺杆挤出机挤出，挤出机的一区温度控制在：85±3℃；二区温度控制在：95±3℃；挤出后的片状料冷却后，投入到粉碎机内粉碎、研磨成60目粉末，包装入库，得到涂料A。
所述涂料B是由下列重量份的原料制成的：低熔点尼龙粉100份、聚丙烯粉末10份、热塑性聚氨酯粉末20份；
所述涂料B的制备方法包括以下步骤：将涂料B的各原料放入球磨机内混合后研磨成80目粉末，包装入库，得到涂料B。
实施例3
一种水力机械过流部件抗磨涂层的制备方法，具体为：
所述涂料A是由下列重量份的原料制成的：环氧树脂E12%20100份、铸石粉100份、双氰胺4.0份、低熔点尼龙粉15份；
所述涂料A的制备方法包括以下步骤：将涂料A的各原料放入混合机内混合，将混合好的混合料放入双螺杆挤出机挤出，挤出机的一区温度控制在：85±3℃；二区温度控制在：95±3℃；挤出后的片状料冷却后，投入到粉碎机内粉碎、研磨成70目粉末，包装入库，得到涂料A。
所述涂料B是由下列重量份的原料制成的：低熔点尼龙粉100份、聚丙烯粉末20份、热塑性聚氨酯粉末30份；
所述涂料B的制备方法包括以下步骤：将涂料B的各原料放入球磨机内混合后研磨成60目粉末，包装入库，得到涂料B。
实施例4
一种水力机械过流部件抗磨涂层的制备方法，具体为：
所述涂料A是由下列重量份的原料制成的：环氧树脂E12%20100份、双氰胺3.5份、低熔点尼龙粉20份；
所述涂料A的制备方法包括以下步骤：将涂料A的各原料放入混合机内混合，将混合好的混合料放入双螺杆挤出机挤出，挤出机的一区温度控制在：85±3℃；二区温度控制在：95±3℃；挤出后的片状料冷却后，投入到粉碎机内粉碎、研磨成80目粉末，包装入库，得到涂料A。
所述涂料B是由下列重量份的原料制成的：低熔点尼龙粉100份、聚丙烯粉末30份；
所述涂料B的制备方法包括以下步骤：将涂料B的各原料放入球磨机内混合后研磨成60目粉末，包装入库，得到涂料B。
实施例5
1.0下面将实施例3中的涂料A按照下列涂覆方法涂覆于不锈钢水泵叶轮001表面，包括以下步骤：将水力机械过流部件表面经喷砂处理后，送入加热烘箱内加热至220℃，然后通过静电喷涂机将涂料A喷涂于水力机械过流部件表面，第二次送入加热烘箱内180℃下保温60min，自然冷却至室温，完成抗磨涂层的涂覆。
涂料A涂覆于不锈钢水泵叶轮001上冷却后称重237.68g。
2.0下面将实施例3中的涂料B按照下列涂覆方法涂覆于不锈钢水泵叶轮002表面，包括以下步骤：将水力机械过流部件表面经喷砂处理后，送入加热烘箱内加热至220℃，然后通过静电喷涂机将涂料A喷涂于水力机械过流部件表面，第二次送入加热烘箱内180℃下保温60min，自然冷却至室温，完成抗磨涂层的涂覆。
所述不锈钢水泵叶轮002与不锈钢水泵叶轮001为同一厂家所购买的同款同型号的叶轮。涂料B涂覆于不锈钢水泵叶轮002上冷却后称重263.12g。
3.0下面将实施例3中涂料按照下列涂覆方法涂覆于不锈钢水泵叶轮003表面，包括以下步骤：将水力机械过流部件表面经喷砂处理后，送入加热烘箱内加热至220℃，然后通过静电喷涂机将涂料A与涂料B依次喷涂于水力机械过流部件表面，第二次送入加热烘箱内180℃下保温60min，自然冷却至室温，完成抗磨涂层的涂覆。
所述不锈钢水泵叶轮003与不锈钢水泵叶轮001为同一厂家所购买的同款同型号的叶轮。涂料A和涂料B涂覆于不锈钢水泵叶轮003上冷却后称重253.20g。
使用水泵叶轮耐磨对比试验仪(申请号：201921602748.3)，泥沙水样配比104kg自来水+石英砂80～120目5kg+石英砂40～70目5kg。开机运行以72小时为周期进行磨损测试，拆解测试叶轮的损失量。叶轮的损失量见表1
表1叶轮损失量%20单位：g
由表1可以看出：涂料B的耐磨性要优于涂料A，涂料A与基材的粘接性优于涂料B。A+B的复合作用使得材料耐磨性整体得到很大提升。
使用上海馨标检测仪器制造有限公司微机伺服液压万能试验机(型号XBY4605S)对各个涂料所形成的涂层分别进行三次剪切强度、拉伸强度检测。检测结果见表2：
表2材料力学测试单位：MPa
由表2可以看出：涂料A的剪切、拉伸强度优于涂料B，从而印证涂料A与基材的粘接性优于涂料B，A+B复合涂层的剪切、拉伸强度介于A、B之间。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
