基于熱固性樹脂以及碳化硅顆粒的耐磨蝕層的制備工藝的制作方法
【專利摘要】基于熱固性樹脂以及碳化硅顆粒的耐磨蝕層的制備工藝，包括以下步驟：1)制作裝配式模具；2)制備耐磨蝕層充填料；該充填料是表面裹敷有熱固性樹脂的碳化硅顆粒；3)將制備的耐磨蝕層充填料裝填在待裝填裝配式模具中并搗壓實，加溫，使裝配式模具里的碳化硅顆粒表面裹敷的熱固性樹脂固化，使耐磨蝕層充填料在待加裝耐磨蝕層的金屬基材或金屬構件中定型并形成耐磨蝕粗胚：4)根據(jù)熱固性樹脂配制注漿漿料，并將其注入已經(jīng)定型的待加裝耐磨蝕層的金屬基材或金屬構件整體的耐磨蝕粗胚的孔洞中；5)加熱使注漿漿料固化。本發(fā)明提供了一種抗磨損能力顯著的基于熱固性樹脂以及碳化硅顆粒粘接在金屬基材(金屬構件)上進而形成耐磨蝕層的制備工藝。
【專利說明】基于熱固性樹脂以及碳化硅顆粒的耐磨蝕層的制備工藝

【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于耐磨損、抗腐蝕復合材料領域，涉及一種基于熱固性樹脂以及碳化硅顆粒的耐磨蝕層的制備工藝，尤其涉及一種使用熱固性樹脂將碳化硅顆粒粘接在金屬基材(金屬構件)上進而形成耐磨損以及抗腐蝕層的生產(chǎn)工藝。

【背景技術】
[0002]隨著工業(yè)的發(fā)展，在許多行業(yè)設備的關鍵部位都非常需要做抗磨蝕處理，例如:火力發(fā)電廠的煤粉輸送管道彎頭和脫硫泵；礦業(yè)選礦用的礦砂輸送管道彎頭、三通、渣漿泵以及煤化工、石油化工和其它化工用的管道與泵。目前國內外解決耐磨損、抗腐蝕問題的方法有:1)全金屬的泵和管道，優(yōu)點是強度高、剛性和韌性好，缺點是耐磨損、抗腐蝕性差。2)金屬加橡膠內襯的泵和管道，優(yōu)點是抗腐蝕好，缺點是耐磨損性差。3)金屬內嵌粘貼陶瓷內襯的泵和管道，優(yōu)點是耐磨損、抗腐蝕性能優(yōu)異，缺點是陶瓷片連接縫處易損壞。4)在金屬基材上用環(huán)氧樹脂與碳化硅顆?；旌虾鬂沧⒊尚偷谋煤凸艿溃瑑?yōu)點是耐磨損、抗腐蝕性能優(yōu)異，缺點首先是能夠流動的澆注料澆注的制品內的碳化硅顆粒分布不均或者分層，并且碳化硅顆粒兩兩之間夾著樹脂降低了碳化硅單顆粒的抗沖擊性，從而大大地降低了制品的耐磨品質；其次是澆注料澆注制品的模具要求具有防止粘連和優(yōu)異的密封性能，因此，很難制作完成體積較大的模具。


【發(fā)明內容】

[0003]為了解決【背景技術】中存在的上述技術問題，本發(fā)明提供了一種抗磨損能力顯著的基于熱固性樹脂以及碳化硅顆粒粘接在金屬基材(金屬構件)上進而形成耐磨蝕層的制備工藝。
[0004]本發(fā)明的技術解決方案是:本發(fā)明提供了一種基于熱固性樹脂以及碳化硅顆粒的耐磨蝕層的制備工藝，其特殊之處在于:所述工藝包括以下步驟:
[0005]I)根據(jù)待加裝耐磨蝕層的金屬基材(金屬構件)的結構及工件的形狀結構制作與其相匹配的多級組合裝配式模具；
[0006]2)配制表面裹敷有熱固性樹脂的碳化硅顆粒，使其成為工件的耐磨蝕層充填料；
[0007]3)模具分級組裝，每組裝完成一級模具，就在這級模具里填裝耐磨蝕層充填料，并搗壓實耐磨蝕層充填料，再給這一級模具加溫，促使模具里的碳化硅顆粒表面裹敷的熱固性樹脂固化，使耐磨蝕層充填料在工件里定型成為耐磨蝕粗胚，然后再組裝下一級模具，并重復以上工藝；
[0008]4)將熱固性樹脂配制成注漿漿料，并將其注入已經(jīng)定型的工件整體的耐磨蝕粗胚的孔洞之中；
[0009]5)加熱促使注漿漿料固化，完成工件整體的耐磨蝕層的制作。
[0010]上述步驟I)的具體實現(xiàn)方式是:
[0011]1.1)設計制作多級組合裝配式模具:
[0012]1.1.1)根據(jù)待加裝耐磨蝕層的金屬基材(金屬構件)的結構及工件的設計結構要求，合理設計制作與其相匹配的多級組合裝配式模具；
[0013]1.1.2)多級組合裝配式模具是采用逐級組合裝配的工藝方案，是按照順序一級組裝完成后再組裝下一級，后級的未組裝不影響已組合裝配好了的前部分模具的使用；
[0014]1.2)多級組合裝配式模具的設計重點:
[0015]1.2.1)制作多級組合裝配式模具的材料，在O?300°C的溫度范圍內，形變不得超出工件要求的公差范圍；
[0016]1.2.2)金屬基材(金屬構件)要能夠固定連接在模具上；
[0017]1.2.3)每一級模具都不能留有填裝不進去耐磨蝕層充填料的死角。
[0018]上述步驟2)的具體實現(xiàn)方式是:
[0019]2.1)選配熱固性樹脂及輔料:
[0020]所述熱固性樹脂的選取條件是根據(jù)待加裝耐磨蝕層的金屬基材(金屬構件)的使用環(huán)境以及耐磨蝕層的使用環(huán)境選用熱固性樹脂；所述熱固性樹脂是環(huán)氧樹脂、乙烯基樹脂或酚醛樹脂；所述熱固性樹脂采用環(huán)氧樹脂時，所述環(huán)氧樹脂是E51環(huán)氧樹脂或改性環(huán)氧樹脂；所述熱固性樹脂采用乙烯基樹脂時，所述乙烯基樹脂是氣干性乙烯基樹脂或酚醛環(huán)氧乙烯基樹脂；所述熱固性樹脂采用酚醛樹脂時，所述酚醛樹脂是堿性酚醛樹脂或改性酚醛樹脂；所述熱固性樹脂的用量是根據(jù)碳化硅顆粒的大小及用量來確定的，所述熱固性樹脂在單位體積的碳化硅顆粒上的用量，是單位體積的碳化硅顆粒的表面積乘以0.03?0.1_，所述熱固性樹脂在單位體積的碳化硅顆粒上的最優(yōu)用量，是單位體積的碳化硅顆粒的表面積乘以0.07mm ;所述輔料根據(jù)選用的熱固性樹脂選取相應的固化劑、引發(fā)劑、稀釋劑以及消泡劑；所述輔料的用量和品種是由所選用的熱固性樹脂的用量和品種來確定；
[0021]2.2)選取碳化硅顆粒并對其進行表面處理:
[0022]碳化娃顆粒選取的范圍是粒徑在1.5mm?3.5mm之間的碳化娃顆粒，最好選取粒徑范圍在2mm?3mm之間的碳化娃顆粒；清除選取的碳化娃顆粒表面上的污染雜質，并且根據(jù)選取的熱固性樹脂的性能，選用相應的表面活性劑對碳化硅顆粒表面進行處理，有效加強碳化硅顆粒與熱固性樹脂之間的粘接性能，表面活性劑的用量不低于熱固性樹脂質量用量的1% ;
[0023]2.3)將選取得到的熱固性樹脂、輔料以及碳化硅顆?；旌暇鶆?；配制成工件的耐磨蝕層充填料；所述熱固性樹脂在碳化硅顆粒表面的裹敷厚度是0.03?0.1mm,最優(yōu)的裹敷厚度是0.07mm ；
[0024]2.4)將步驟2.3)所得到的工件的耐磨蝕層充填料進行真空處理，真空度要求達到 1KPa ；
[0025]上述步驟3)的具體實現(xiàn)方式是:
[0026]3.1)將第一級模具內側(與耐磨蝕層充填料接觸側)做好脫模劑處理，再將金屬基材(金屬構件)固定安裝在模具上；
[0027]3.2)將配制好的耐磨蝕層充填料，裝填進入第一級模具內；
[0028]3.3)在裝填的過程中，一邊裝料一邊用橡膠棒或尼龍棒搗壓，使耐磨蝕層充填料裝填密實，達到碳化硅顆粒兩兩之間能夠擠開熱固性樹脂相互緊密地靠在一起；同時，碳化硅顆粒表面裹敷的熱固性樹脂很薄，由碳化硅顆粒堆積形成的孔洞又是非常地通透；
[0029]3.4)加熱促使裝填在第一級模具中的耐磨蝕層充填料里的碳化硅顆粒表面裹敷的熱固性樹脂固化，定型成為工件的耐磨蝕粗胚；所述耐磨蝕層充填料固化，定型成為工件的耐磨蝕粗胚的加熱溫度根據(jù)所用熱固性樹脂確定；所述加熱溫度在50°C?200°C之間，所述最優(yōu)加熱溫度是80°C?120°C ;加熱固化時間30分鐘?3小時之間；
[0030]3.5)待步驟3.4)完成，冷卻到常溫后，再加裝上第二級模具，分別依次重復按照上述步驟3.1)、3.2)、3.3)、3.4)、3.5)中所述的工藝循環(huán)操作，直至最后一級模具中的耐磨蝕層充填料固化，定型成為工件的耐磨蝕粗胚，并冷卻到常溫時，則工件整體的耐磨蝕粗胚定型完成。
[0031]上述步驟3.3)、3.4)中所述的工件耐磨蝕粗胚內的碳化硅顆粒兩兩之間相互緊密地靠在一起，達到了同一粒徑下碳化硅顆粒的最大堆積密度，因此，工件的耐磨蝕層有保障在最終完成后，就能夠達到最大強度和最大抗磨損性；上述步驟2.1)、2.3)、3.3)、3.4)中所述的工件耐磨蝕粗胚內的碳化硅顆粒表面裹敷的熱固性樹脂很薄，因此，耐磨蝕粗胚上從里到外那些由碳化硅顆粒堆積形成的孔洞是非常通透的，能夠確保熱固性樹脂順利通過。
[0032]上述步驟4)的具體實現(xiàn)方式是:
[0033]4.1)配制熱固性樹脂注漿漿料:
[0034]4.1.1)所述熱固性樹脂的選取條件是根據(jù)工件使用環(huán)境以及耐磨蝕層的使用環(huán)境選用熱固性樹脂；所述熱固性樹脂是環(huán)氧樹脂、乙烯基樹脂或酚醛樹脂；所述熱固性樹脂采用環(huán)氧樹脂時，所述環(huán)氧樹脂是E51環(huán)氧樹脂或改性環(huán)氧樹脂；所述熱固性樹脂采用乙烯基樹脂時，所述乙烯基樹脂是酚醛環(huán)氧乙烯基樹脂；所述熱固性樹脂采用酚醛樹脂時，所述酚醛樹脂是堿性酚醛樹脂或改性酚醛樹脂；所述熱固性樹脂的用量是根據(jù)工件整體耐磨蝕粗胚的孔洞的容量來確定；
[0035]4.1.2)所述輔料根據(jù)選用的熱固性樹脂選取相應的固化劑、引發(fā)劑、稀釋劑以及消泡劑；所述輔料的用量和品種由所選用的熱固性樹脂的用量和品種來確定；
[0036]4.1.3)將選好的熱固性樹脂和輔料混合，并充分攪拌配制成注漿漿料。
[0037]4.2)在真空度達到1KPa的真空環(huán)境下，將配制好的注漿漿料緩慢地注入進工件的整體耐磨蝕粗胚的孔洞里；
[0038]4.3)注漿漿料注滿后，撤去真空，加壓消除耐磨蝕粗胚內殘留的真空空穴。
[0039]上述步驟5)的具體實現(xiàn)方式是:
[0040]5.1)加熱促使注漿漿料固化，所述加熱溫度在50°C?200°C之間，所述最優(yōu)加熱溫度是80°C?120°C ;加熱固化時間I小時?5小時之間；
[0041]5.2)緩慢降溫到室溫，逐級拆除模具，完成工件整體的耐磨蝕層的制作。
[0042]本發(fā)明的優(yōu)點是:本發(fā)明提供了一種用熱固性樹脂將碳化硅顆粒粘接在金屬基材(金屬構件)上形成耐磨蝕層的工藝，該工藝主要是用少量的熱固性樹脂與碳化硅顆粒均勻混合，使每個碳化硅顆粒的表面都裹敷上一層極薄的熱固性樹脂，再將混合好帶有熱固性樹脂的碳化硅顆粒，按照分別依次重復充填在多級組合裝配式模具的每一級里；分別加上搗壓以及柔性沖擊力；分別使碳化硅顆粒能夠兩兩之間擠開熱固性樹脂相互緊密靠在一起；分別加熱固化定型的循環(huán)操作工藝，完成工件整體的耐磨蝕粗胚的定型制作。然后在真空環(huán)境下，從工件的下部緩慢地將熱固性樹脂注入耐磨蝕粗胚，使其充滿耐磨蝕粗胚內的所有縫隙，然后加熱固化，制造出成品。(說明:雖然碳化硅的摩氏硬度是9.5，而剛玉的摩氏硬度是9，但是，對于抗磨損要求不是太高的工件，可以用剛玉顆粒取代碳化硅顆粒，降低成本。)本發(fā)明解決了形狀復雜、體型大的工件耐磨蝕層的模具無法制作問題，極大地降低了生產(chǎn)成本，擴大了應用領域；本發(fā)明所制備得到的耐磨蝕層復合材料中碳化硅顆粒達到了最大的堆積密度，獲得了極佳的抗磨損效果，碳化硅顆粒之間相互支撐、相互屏蔽，起到了抗沖擊及保護熱固性樹脂粘結力的最好作用，有效地延長了產(chǎn)品的使用壽命。同時，本發(fā)明所公開的制備工藝確保了碳化硅顆粒在工件的整個耐磨蝕層里分布均勻無漏洞，以及熱固性樹脂在工件的整個耐磨蝕層里充實無氣泡，減少了產(chǎn)品在使用中由于局部損壞而報廢的可能性。

【具體實施方式】
[0043]本發(fā)明提供的基于熱固性樹脂以及碳化硅顆粒粘接在金屬基材(金屬構件)上進而形成耐磨蝕層的生產(chǎn)工藝，該生產(chǎn)工藝主要包括以下步驟:
[0044]I)制作模具:
[0045]1.1)設計制作多級組合裝配式模具:
[0046]1.1.1)根據(jù)待加裝耐磨層的金屬基材(金屬構件)的結構及工件的設計結構要求，合理設計制作與其相匹配的多級組合裝配式模具；
[0047]1.1.2)多級組合裝配式模具是采用逐級組合裝配的工藝方案，是按照順序一級組裝完成后再組裝下一級，后級的未組裝不影響已組合裝配好了的前部分模具的使用。因此，前部分模具每完成一級組裝后，就可以進行填裝耐磨蝕層充填料、搗壓實耐磨蝕層充填料、加溫、固化定型等后續(xù)工藝。
[0048]1.2)多級組合裝配式模具的設計重點:
[0049]1.2.1)制作多級組合裝配式模具的材料，在O?300°C的溫度范圍內，形變不得超出工件要求的公差范圍(加熱固化的要求)；
[0050]1.2.2)金屬基材(金屬構件)要固定連接在模具上，否則會影響到填裝耐磨蝕層充填料；
[0051]1.2.3)若金屬基材(金屬構件)上無法安裝溢流罐接口和注楽楽料注入接口時，要在多級組合裝配式模具的合適位置安裝一個或多個溢流罐接口和注漿漿料注入接口。
[0052]2)配制工件的耐磨蝕層充填料:
[0053]2.1)選取熱固性樹脂:
[0054]2.1.1)確定使用熱固性樹脂:
[0055]根據(jù)工件使用的環(huán)境(溫度、酸堿度、流體介質)及工件精度要求可分別選用環(huán)氧樹脂(如E51環(huán)氧樹脂、改性環(huán)氧樹脂等)、乙烯基樹脂(如氣干性乙烯基樹脂、酚醛環(huán)氧乙烯基樹脂等)、酚醛樹脂(堿性酚醛樹脂、改性酚醛樹脂等)；
[0056]2.1.2)確定熱固性樹脂用量:
[0057]熱固性樹脂的用量是根據(jù)碳化硅顆粒的大小及用量來確定的，所述熱固性樹脂在單位體積的碳化硅顆粒上的用量，是單位體積的碳化硅顆粒的表面積乘以0.03?0.1mm,所述熱固性樹脂在單位體積的碳化硅顆粒上的最優(yōu)用量，是單位體積的碳化硅顆粒的表面積乘以0.07mm ；
[0058]2.2)選取其它輔料:
[0059]根據(jù)選用的熱固性樹脂選取相應的固化劑、引發(fā)劑、稀釋劑以及消泡劑；所述輔料的用量和品種是由所選用的熱固性樹脂的用量和品種來確定；
[0060]2.3)選取碳化硅顆粒:
[0061]碳化娃顆粒選取的范圍是粒徑在1.5mm?3.5mm之間的碳化娃顆粒，最好選取粒徑范圍在2mm?3mm之間的碳化娃顆粒；
[0062]2.4)對碳化硅顆粒進行表面處理:
[0063]清除選取的碳化硅顆粒表面上的污染雜質，并且根據(jù)選取的熱固性樹脂的性能，選用相應的表面活性劑對碳化硅顆粒表面進行處理，有效加強碳化硅顆粒與熱固性樹脂之間的粘接性能，表面活性劑的用量大約是熱固性樹脂用量的1%左右(質量比)；
[0064]2.5)混合原料:
[0065]2.5.1)熱固性樹脂與輔料混合:
[0066]將選用的熱固性樹脂及其相應的輔料投入混料機里混合均勻；
[0067]2.5.2)碳化硅顆粒與熱固性樹脂混合:
[0068]將做好表面處理的碳化硅顆粒投入混料機與配制好的熱固性樹脂混合均勻，配制成工件的耐磨蝕層充填料；
[0069]2.5.3)熱固性樹脂在碳化娃顆粒表面的裹敷厚度:
[0070]工藝要求熱固性樹脂在碳化硅顆粒表面的裹敷厚度是0.03?0.1mm，最優(yōu)的裹敷厚度是0.07mm ；
[0071]2.5.4)真空處理:
[0072]對耐磨蝕層充填料進行真空處理，真空度要求達到lOKPa，其目的是為了除去碳化硅顆粒上的沙眼和裂縫中殘留的氣體。
[0073]3)制作定型工件整體的耐磨蝕粗胚:
[0074]3.1)將第一級模具內側(與耐磨蝕層充填料接觸側)做好脫模劑處理，再將金屬基材(金屬構件)固定安裝在模具上；
[0075]3.2)將配制好的耐磨蝕層充填料，裝填進入第一級模具內；
[0076]3.3)在裝填的過程中，一邊裝料一邊用橡膠棒或尼龍棒搗壓，使耐磨蝕層充填料裝填密實，達到碳化硅顆粒兩兩之間能夠擠開熱固性樹脂相互緊密地靠在一起，達到了同一粒徑下碳化硅顆粒的最大堆積密度，保障了耐磨蝕層能夠達到最大強度和最大抗磨損性；同時，因為碳化硅顆粒表面裹敷的熱固性樹脂很薄，因此，耐磨蝕粗胚上從里到外那些由碳化硅顆粒堆積形成的孔洞都是非常通透的，都能夠確保熱固性樹脂順利通過。
[0077]3.4)加溫定型耐磨蝕粗胚:
[0078]3.4.1)加熱促使裝填在第一級模具中的耐磨蝕層充填料里的碳化硅顆粒表面裹敷的熱固性樹脂固化，定型成為工件的耐磨蝕粗胚；
[0079]3.4.2)所述耐磨蝕層充填料固化，定型成為工件的耐磨蝕粗胚的加熱溫度根據(jù)所用熱固性樹脂確定；所述加熱溫度在50°C?200°C之間，所述最優(yōu)加熱溫度是80°C?120。。;加熱固化時間30分鐘?3小時之間；
[0080]3.5)降溫冷卻到常溫后，再加裝上第二級模具，然后按照在第一級模具上的操作工藝，分別依次進行涂刷脫模劑、固定金屬部件、裝填耐磨蝕層充填料、搗壓密實、加熱熱固性樹脂固化、定型耐磨蝕粗胚、降溫冷卻到常溫、再加裝上第三級模具，依此循環(huán)操作，直至最后一級模具中的耐磨蝕層充填料固化，定型成為工件的耐磨蝕粗胚，并冷卻到常溫時，則工件整體的耐磨蝕粗胚定型完成。
[0081]4)配制注漿漿料和給工件整體的耐磨蝕粗胚注入注漿漿料:
[0082]4.1)配制熱固性樹脂注漿漿料:
[0083]4.1.1)根據(jù)工件使用的環(huán)境(溫度、酸堿度、流體介質)及工件精度要求可分別選用流動性好的環(huán)氧樹脂(如E51環(huán)氧樹脂、改性環(huán)氧樹脂等)、乙烯基樹脂(如常規(guī)乙烯基樹脂、酚醛環(huán)氧乙烯基樹脂等)、酚醛樹脂(堿性酚醛樹脂、改性酚醛樹脂等)；熱固性樹脂的用量是根據(jù)工件整體耐磨蝕粗胚的孔洞的容量來確定；
[0084]4.1.2)根據(jù)的熱固性樹脂選取相應的固化劑、引發(fā)劑、稀釋劑以及消泡劑；所述輔料的用量和品種是由所選用的熱固性樹脂的用量和品種來確定；
[0085]4.1.3)將選好的熱固性樹脂和輔料混合，并充分攪拌配制成注漿漿料，裝入送料罐；
[0086]4.2)加工處理好工件的金屬基材(金屬構件):
[0087]4.2.1)金屬基材的下部要在合理的位置安裝有注漿漿料輸入接口 ；
[0088]4.2.2)金屬基材的上部要在合理的位置安裝有溢流罐接口。
[0089]4.3)注漿漿料送料罐的設計要求:
[0090]4.3.1)在送料罐的下部有一個閥門連接口 ；
[0091]4.3.2)在送料罐的上部有一個真空泵和氣泵共用連接口(真空泵和氣泵分別工作時，可用三通閥切換)；
[0092]4.3.3)在送料罐的上部有一個裝料口，裝料口帶有密封裝置。
[0093]4.4)安裝連接注漿漿料送料罐:
[0094]4.4.1)在送料罐的下部安裝連接有一個閥門；
[0095]4.4.2)在閥門與工件金屬基材下部的注漿漿料輸入接口之間安裝連接有一個輸料管；
[0096]4.4.3)在送料罐上部的真空泵連接口與真空泵和氣泵之間安裝連接有真空泵管，將送料罐與真空泵和氣泵連接在一起。
[0097]4.5)注漿漿料溢流罐的設計要求:
[0098]4.5.1)溢流罐安裝連接在工件與真空泵和氣泵之間；
[0099]4.5.2)溢流罐是透明材料制成的；
[0100]4.5.3)溢流罐底部有一個與工件連接的連接口 ；
[0101]4.5.4)溢流罐頂部有一個與真空泵和氣泵連接的連接口。
[0102]4.6)溢流罐與工作系統(tǒng)的連接:
[0103]4.6.1)工件上部的溢流罐接口通過真空泵管與溢流罐底部的連接口連接；
[0104]4.6.2)溢流罐頂部連接口與真空泵和氣泵通過真空泵管連接。
[0105]4.7)脫除送料罐里的氣泡并準備注入注漿漿料:
[0106]4.7.1)關閉并密封送料罐的裝料口 ；
[0107]4.7.2)開啟與送料罐連接的真空泵，除去送料罐里注漿漿料中的氣泡；
[0108]4.7.3)要求送料罐里的真空度達到lOKPa，并保持一段時間，通常是5分鐘，然后關閉真空栗；
[0109]4.7.4)去除送料罐的真空度，開啟氣泵對送料罐內加壓，要求送料罐里的壓力接近0.15MPa，送料罐進入并保持注楽狀態(tài)。
[0110]4.8)除去整體耐磨蝕粗胚內的氣體與溢流罐內的氣體:
[0111]4.8.1)開啟與溢流罐連接的真空泵，脫除整體耐磨蝕粗胚內的、溢流罐內的氣體；
[0112]4.8.2)要求整體耐磨蝕粗胚內的、溢流罐內的真空度達到lOKPa，并保持此真空度不變。
[0113]4.9)向整體耐磨蝕粗胚的孔洞里注入注漿漿料:
[0114]4.9.1)緩慢打開送料罐下部的閥門，在真空度達到1KPa的真空環(huán)境下，將送料罐配制好的注漿漿料緩慢地注入進工件的整體耐磨蝕粗胚的孔洞里，逐步充滿整體耐磨蝕粗胚；
[0115]4.9.2)當注漿漿料注滿整個整體耐磨蝕粗胚，并進入到溢流罐有一定的儲量(根據(jù)熱固性樹脂的固化收縮性留儲量)時，停止注入注漿漿料；
[0116]4.9.3)關閉與溢流罐連接的真空泵，撤除真空度，開啟氣泵對溢流罐內加壓，要求溢流罐里的壓力接近0.15MPa，以便消除整體耐磨蝕粗胚內殘留的真空空穴。
[0117]5)加熱完成耐磨蝕層的制作:
[0118]5.1)加熱促使注漿漿料固化，所述加熱溫度在50°C?200°C之間，所述最優(yōu)加熱溫度是80°C?120°C ;加熱固化時間I小時?5小時之間；
[0119]5.2)從工件上最遠離溢流罐頂部連接口的地方開始加熱，緩慢地擴大加熱區(qū)域，熱固性樹脂在固化時的收縮性造成的注漿漿料的缺少，將有溢流罐里的注漿漿料在壓力下回補；
[0120]5.3)緩慢降溫到室溫，逐級拆除模具，完成工件整體的耐磨蝕層的制作。
【權利要求】
1.一種基于熱固性樹脂以及碳化硅顆粒的耐磨蝕層的制備工藝，其特征在于:所述制備工藝包括以下步驟: 1)根據(jù)待加裝耐磨蝕層的金屬基材或金屬構件的結構及形狀制作與待加裝耐磨蝕層的金屬基材或金屬構件相匹配的裝配式模具； 2)制備待裝填至裝配式模具的耐磨蝕層充填料；所述裝配式模具的耐磨蝕層充填料是表面裹敷有熱固性樹脂的碳化硅顆粒； 3)將步驟2)所制備得到的耐磨蝕層充填料裝填在待裝填裝配式模具中，將耐磨蝕層充填料搗壓實，給裝配式模具加溫，使裝配式模具里的碳化硅顆粒表面裹敷的熱固性樹脂固化，使耐磨蝕層充填料在待加裝耐磨蝕層的金屬基材或金屬構件中定型并形成耐磨蝕粗胚: 4)根據(jù)熱固性樹脂配制注漿漿料，將注漿漿料注入已經(jīng)定型的待加裝耐磨蝕層的金屬基材或金屬構件整體的耐磨蝕粗胚的孔洞中； 5)加熱促使注漿漿料固化，完成待加裝耐磨蝕層的金屬基材或金屬構件整體的耐磨蝕層的制作。
2.根據(jù)權利要求1所述的基于熱固性樹脂以及碳化硅顆粒的耐磨蝕層的制備工藝，其特征在于:所述步驟2)的具體實現(xiàn)方式是: 2.1)選配熱固性樹脂及輔料: 所述熱固性樹脂的選取條件是根據(jù)待加裝耐磨蝕層的金屬基材或金屬構件的使用環(huán)境以及耐磨蝕層的使用環(huán)境選用熱固性樹脂；所述熱固性樹脂是環(huán)氧樹脂、乙烯基樹脂或酚醛樹脂； 所述熱固性樹脂的用量是根據(jù)碳化硅顆粒的大小及用量確定，所述熱固性樹脂在單位體積的碳化硅顆粒上的用量體積是單位體積的碳化硅顆粒的表面積與0.03?0.1mm的乘積；所述輔料根據(jù)選用的熱固性樹脂選取相應的固化劑、引發(fā)劑、稀釋劑以及消泡劑；所述輔料的用量和品種是由所選用的熱固性樹脂的用量和品種來確定； 2.2)選取碳化硅顆粒并對其進行表面處理: 碳化娃顆粒選取的范圍是粒徑在1.5mm?3.5mm之間的碳化娃顆粒；清除選取的碳化硅顆粒表面上的污染雜質，并且根據(jù)選取的熱固性樹脂的性能，選用相應的表面活性劑對碳化硅顆粒表面進行處理，有效加強碳化硅顆粒與熱固性樹脂之間的粘接性能，表面活性劑的用量不低于熱固性樹脂質量用量的1% ; 2.3)將選取得到的熱固性樹脂、輔料以及碳化硅顆粒混合均勻；配制成工件的耐磨蝕層充填料；所述熱固性樹脂在碳化硅顆粒表面的裹敷厚度是0.03?0.1mm ; 2.4)將步驟2.3)所得到的工件的耐磨蝕層充填料進行真空處理，真空度要求達到1KPa。
3.根據(jù)權利要求2所述的基于熱固性樹脂以及碳化硅顆粒的耐磨蝕層的制備工藝，其特征在于: 所述步驟2.1)中熱固性樹脂采用環(huán)氧樹脂時，所述環(huán)氧樹脂是E51環(huán)氧樹脂或改性環(huán)氧樹脂；所述熱固性樹脂采用乙烯基樹脂時，所述乙烯基樹脂是氣干性乙烯基樹脂或酚醛環(huán)氧乙烯基樹脂；所述熱固性樹脂采用酚醛樹脂時，所述酚醛樹脂是堿性酚醛樹脂或改性酚醛樹脂； 所述步驟2.1)中所述熱固性樹脂在單位體積的碳化硅顆粒上的用量體積是單位體積的碳化硅顆粒的表面積與0.07mm的乘積； 所述步驟2.2)中，碳化娃顆粒選取的范圍是粒徑在2_?3_之間的碳化娃顆粒； 所述步驟2.3)中，所述熱固性樹脂在碳化硅顆粒表面的裹敷厚度是0.07_。
4.根據(jù)權利要求3所述的基于熱固性樹脂以及碳化硅顆粒的耐磨蝕層的制備工藝，其特征在于:所述步驟3)的具體實現(xiàn)方式是: 3.1)將與耐磨蝕層充填料接觸的待加裝耐磨蝕層的金屬基材或金屬構件的一側進行脫模劑處理，再將金屬基材或金屬構件金屬基材或金屬構件固定安裝在裝配式模具上； 3.2)將配制好的耐磨蝕層充填料裝填進入裝配式模具內； 3.3)在裝填的過程中，一邊裝填磨蝕層充填料一邊用橡膠棒或尼龍棒搗壓，使耐磨蝕層充填料裝填密實，所述耐磨蝕層充填料裝填密實的標準是相鄰兩個碳化硅顆粒之間能夠擠開熱固性樹脂并相互緊密地靠在一起； 3.4)加熱促使裝填在裝配式模具中的耐磨蝕層充填料里的碳化硅顆粒表面裹敷的熱固性樹脂固化，定型成為待加裝耐磨蝕層的金屬基材或金屬構件的耐磨蝕粗胚；所述耐磨蝕層充填料固化，定型成為待加裝耐磨蝕層的金屬基材或金屬構件的耐磨蝕粗胚的加熱溫度根據(jù)所用熱固性樹脂確定；所述加熱溫度在50°C?200°C之間；所述加熱固化時間30分鐘?3小時之間。
5.根據(jù)權利要求4所述的基于熱固性樹脂以及碳化硅顆粒的耐磨蝕層的制備工藝，其特征在于:所述步驟3.4)中加熱溫度是80°C?120°C。
6.根據(jù)權利要求5所述的基于熱固性樹脂以及碳化硅顆粒的耐磨蝕層的制備工藝，其特征在于:所述步驟4)的具體實現(xiàn)方式是: 4.1)配制熱固性樹脂注漿漿料:所述熱固性樹脂注漿漿料包括熱固性樹脂以及輔料； 4.1.1)所述熱固性樹脂的選取條件是根據(jù)工件使用環(huán)境以及耐磨蝕層的使用環(huán)境選用熱固性樹脂；所述熱固性樹脂是環(huán)氧樹脂、乙烯基樹脂或酚醛樹脂；所述熱固性樹脂采用環(huán)氧樹脂時，所述環(huán)氧樹脂是E51環(huán)氧樹脂或改性環(huán)氧樹脂；所述熱固性樹脂采用乙烯基樹脂時，所述乙烯基樹脂是酚醛環(huán)氧乙烯基樹脂；所述熱固性樹脂采用酚醛樹脂時，所述酚醛樹脂是堿性酚醛樹脂或改性酚醛樹脂；所述熱固性樹脂的用量是根據(jù)工件整體耐磨蝕粗胚的孔洞的容量來確定； 所述輔料根據(jù)選用的熱固性樹脂選取相應的固化劑、引發(fā)劑、稀釋劑以及消泡劑；所述輔料的用量和品種是由所選用的熱固性樹脂的用量和品種來確定； 4.1.2)將選好的熱固性樹脂以及輔料混合，充分攪拌配制成注漿漿料； 4.2)在真空度達到1K Pa的真空環(huán)境下，將配制好的注漿漿料緩慢地注入進由耐磨蝕層充填料所形成的耐磨蝕粗胚的孔洞中； 4.3)注漿漿料注滿后，撤去真空，加壓消除耐磨蝕粗胚內殘留的真空空穴。
7.根據(jù)權利要求6所述的基于熱固性樹脂以及碳化硅顆粒的耐磨蝕層的制備工藝，其特征在于:所述步驟5)的具體實現(xiàn)方式是: 5.1)加熱促使注漿漿料固化，所述加熱溫度在50°C?200°C之間；所述加熱固化時間I小時?5小時之間； 5.2)緩慢降溫到室溫，拆除裝配式模具，完成工件整體的耐磨蝕層的制作。
8.根據(jù)權利要求7所述的基于熱固性樹脂以及碳化硅顆粒的耐磨蝕層的制備工藝，其特征在于:所述步驟5.1)中加熱溫度是80°C?120°C。
9.根據(jù)權利要求1-8任一權利要求所述的基于熱固性樹脂以及碳化硅顆粒的耐磨蝕層的制備工藝，其特征在于:所述步驟I)的具體實現(xiàn)方式是: . 1.1)根據(jù)待加裝耐磨蝕層的金屬基材或金屬構件的結構設計制作與待加裝耐磨蝕層的金屬基材或金屬構件相匹配的裝配式模具； .1.2)根據(jù)待加裝耐磨蝕層的金屬基材或金屬構件的結構設計裝配裝配式模具；所述待加裝耐磨蝕層的金屬基材或金屬構件的材料在O?300°C的溫度范圍內，形變不得超出工件要求的公差范圍。
【文檔編號】C08K3/34GK104449211SQ201410635712
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月12日 優(yōu)先權日:2014年11月12日
【發(fā)明者】朱勝利 申請人:朱勝利