本實(shí)用新型涉及水輪機(jī)設(shè)備領(lǐng)域，且特別涉及一種耐磨抗汽蝕的水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪及葉片。

背景技術(shù)：

水輪機(jī)，是利用水對(duì)水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪葉片的沖擊或水對(duì)水輪機(jī)的反作用使得水輪機(jī)葉片旋轉(zhuǎn)，將水能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的一種動(dòng)力機(jī)械設(shè)備，而利用發(fā)電機(jī)可將這種機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，因此，水輪機(jī)廣泛應(yīng)用于發(fā)電服務(wù)。水輪機(jī)的葉片常年受到水的沖擊、侵泡，使得葉片容易被水中的沙石等磨損并被水中的微生物或酸堿進(jìn)行化學(xué)或生物氧化腐蝕葉片表面，使得葉片破損甚至不能正常使用降低能量轉(zhuǎn)換的效率。并且，水輪機(jī)中某一局部區(qū)域內(nèi)流速增高而壓力降低到水的汽化壓力時(shí)，發(fā)生水汽化進(jìn)而產(chǎn)生大量氣泡，這些氣泡進(jìn)入高水壓區(qū)時(shí)，會(huì)被迅速壓縮而潰裂，在氣泡潰裂時(shí)即伴隨發(fā)生強(qiáng)大的沖擊壓力，同時(shí)釋放熱量，這些熱量和沖擊壓力對(duì)轉(zhuǎn)輪葉片反復(fù)作用產(chǎn)生局部高溫,加之水流摻氣而使氣泡中還有一定的氣體，會(huì)使金屬表面氧化。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種耐磨抗汽蝕的水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪葉片，其能夠有效的減少甚至防止水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪葉片在使用過程中沙石等對(duì)其磨損，同時(shí)能夠有效減少汽蝕對(duì)水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪葉片的損傷。

本實(shí)用新型的另一目的在于提供一種水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪，通過使用耐磨抗汽蝕的水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪葉片，增加轉(zhuǎn)輪葉片的使用壽命，進(jìn)而提升水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪的使用壽命。

本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題是采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：

本實(shí)用新型提出一種耐磨抗汽蝕的水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪葉片，上述水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪葉片的表面覆蓋有多層防護(hù)層。多層防護(hù)層包括沿遠(yuǎn)離水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪葉片的表面的方向依次設(shè)置的第一粘結(jié)層、第一耐磨層、第二粘結(jié)層和金屬陶瓷層。

本實(shí)用新型提出一種水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪，水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪包括上述的耐磨抗汽蝕水輪機(jī)轉(zhuǎn)錄葉片。

本實(shí)用新型實(shí)施例的水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪及葉片的有益效果是：該水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪葉片的減少水流的沖擊對(duì)水輪機(jī)葉片的損耗，其中耐磨層能夠減少水流中沙礫、石塊等在水輪機(jī)葉片轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)二者發(fā)生的激烈碰撞對(duì)葉片造成的磨損，同時(shí)，設(shè)置的金屬陶瓷層能夠有效的減少汽蝕對(duì)轉(zhuǎn)輪葉片的損傷，降低水中微生物、酸堿等對(duì)水輪機(jī)葉片的腐蝕，同時(shí)，金屬陶瓷層也具有一定的耐磨損的功能，延長(zhǎng)水輪機(jī)葉片的使用壽命，縮短檢修次數(shù)，進(jìn)而降低生產(chǎn)成本。粘結(jié)層的設(shè)置能夠有效的增強(qiáng)耐磨層和金屬陶瓷層與水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪葉片的結(jié)合能力，進(jìn)一步地，提升了轉(zhuǎn)輪葉片的耐磨損、抗汽蝕抗腐蝕等功效。

附圖說明

為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，應(yīng)當(dāng)理解，以下附圖僅示出了本實(shí)用新型的某些實(shí)施例，因此不應(yīng)被看作是對(duì)范圍的限定，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關(guān)的附圖。

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例1提供的防護(hù)層的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例2提供的防護(hù)層的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例3提供的防護(hù)層的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例4提供的防護(hù)層的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖標(biāo)：100-防護(hù)層；200-防護(hù)層；300-防護(hù)層；400-防護(hù)層；101-表面；110-第一粘結(jié)層；120-第一耐磨層；130-第二粘結(jié)層；140-金屬陶瓷層；150-第二耐磨層；160-防結(jié)冰層；170-第三粘結(jié)層。

具體實(shí)施方式

為使本實(shí)用新型實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。通常在此處附圖中描述和示出的本實(shí)用新型實(shí)施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設(shè)計(jì)。

因此，以下對(duì)在附圖中提供的本實(shí)用新型的實(shí)施例的詳細(xì)描述并非旨在限制要求保護(hù)的本實(shí)用新型的范圍，而是僅僅表示本實(shí)用新型的選定實(shí)施例。基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

應(yīng)注意到：相似的標(biāo)號(hào)和字母在下面的附圖中表示類似項(xiàng)，因此，一旦某一項(xiàng)在一個(gè)附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步定義和解釋。

在本實(shí)用新型的描述中，需要說明的是，術(shù)語“第一”、“第二”等僅用于區(qū)分描述，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。

下面結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的一些實(shí)施方式作詳細(xì)說明。在不沖突的情況下，下述的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。

實(shí)施例1

參見圖1，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種耐磨抗汽蝕的水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪葉片，對(duì)應(yīng)實(shí)用新型內(nèi)容的技術(shù)方案水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪葉片的表面101覆蓋有多層防護(hù)層100，多層防護(hù)層100包括沿遠(yuǎn)離水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪葉片的表面101依次設(shè)置的第一粘結(jié)層110、第一耐磨層120、第二粘結(jié)層130和金屬陶瓷層140。

水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪葉片的表面101為金屬物質(zhì)，若直接將第一耐磨層120覆蓋于葉片表面101，其與葉片的相互作用力較弱，使用過程中容易脫落，進(jìn)而降低第一耐磨層120對(duì)水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪葉片的保護(hù)效果。而若在噴涂第一耐磨層120之前首先噴涂一層粘結(jié)層，增大第一耐磨層120與葉片的粘接力，提升其保護(hù)效果。同理，設(shè)置第二粘結(jié)層130，也是為了增強(qiáng)金屬陶瓷層140與葉片的作用，同時(shí)，進(jìn)一步增強(qiáng)第一耐磨層120與葉片的作用力。

進(jìn)一步地，多層防護(hù)層100的厚度為40微米。防護(hù)層100必需具有一定厚度才能保證其對(duì)轉(zhuǎn)輪葉片具有保護(hù)效果，若是防護(hù)層100的厚度過低，其對(duì)應(yīng)的耐磨損、抗汽蝕等功效將大大降低，而若是防護(hù)層100的厚度過于厚，將會(huì)影響轉(zhuǎn)輪葉片的正常使用，增大轉(zhuǎn)輪葉片帶動(dòng)水流動(dòng)是所需的能量，增大轉(zhuǎn)輪葉片的負(fù)荷，同時(shí)，增大了轉(zhuǎn)輪葉片與沙石等物質(zhì)的作用面積，反而會(huì)增大了轉(zhuǎn)輪葉片的損耗，加速了轉(zhuǎn)輪葉片的汽蝕，大大縮短轉(zhuǎn)輪葉片的使用壽命。而本實(shí)用新型實(shí)施例設(shè)置的防護(hù)層100的厚度，可以盡可能的減少沙石等固體物質(zhì)以及汽蝕對(duì)轉(zhuǎn)輪葉片的損耗，有效對(duì)轉(zhuǎn)輪葉片進(jìn)行保護(hù)。在本實(shí)用新型其他實(shí)施例中多層防護(hù)層100的厚度還可以為42、45、48、50、53、55、58、60、62、65、67、70、74、75、78、80微米。

進(jìn)一步地，第一粘結(jié)層110的厚度為3微米。多層防護(hù)層100是由不同材料噴涂不同厚度的涂層形成的保護(hù)層。為了實(shí)現(xiàn)每層涂層對(duì)應(yīng)的功能，每層涂層應(yīng)該具有相應(yīng)的厚度。而本實(shí)用新型實(shí)施中，第一粘結(jié)層110的厚度采用2-4微米時(shí)，能夠有效地將第一耐磨層120與轉(zhuǎn)輪葉片粘結(jié)在一起，同時(shí)，不會(huì)影響第一耐磨層120與轉(zhuǎn)輪葉片的粘接，更不會(huì)影響后續(xù)金屬陶瓷層140與轉(zhuǎn)輪葉片的粘結(jié)。若是第一粘結(jié)層110厚度不夠，第一耐磨層120容易脫落，進(jìn)而降低對(duì)轉(zhuǎn)輪葉片的保護(hù)力度，若是第一粘結(jié)層110厚度過厚，將會(huì)降低第一耐磨層120與水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪葉片的粘結(jié)力，進(jìn)而減弱第一耐磨層120對(duì)轉(zhuǎn)輪葉片的保護(hù)效果。本實(shí)用新型其他實(shí)施例第一粘結(jié)層110厚度還有為2、4微米。

進(jìn)一步地，第二粘結(jié)層130的厚度為2微米。第二粘結(jié)層130采用的厚度范圍，能夠保證后續(xù)金屬陶瓷層140與轉(zhuǎn)輪葉片的粘結(jié)，并能保證金屬陶瓷層140有效地發(fā)揮自身功效。本實(shí)用新型其他實(shí)施例第一粘結(jié)層110厚度還有為3、4微米。

進(jìn)一步地，第一粘結(jié)層110和第二粘結(jié)層130采用的粘接涂料均可采用的現(xiàn)有的聚丙烯酸酯、乙烯-醋酸乙烯聚合物、聚異腈酸酯中的一種或者其他現(xiàn)有的粘接涂層。聚丙烯酸酯是以丙烯酸酯類為單體的均聚物或共聚物。其具有高強(qiáng)度、耐沖擊、耐候性佳、可油面粘接、使用方便、抗沖擊及剪切力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。乙烯-醋酸乙烯聚合物具有良好的耐水性、不吸水、防潮、耐腐蝕性、耐海水、油脂、酸、堿等化學(xué)品腐蝕，易于進(jìn)行熱壓、貼合等加工。聚異腈酸酯是由多異氰酸酯單體或其低分子衍生物組成，具有較高的反應(yīng)活性，能與許多表面101含有活潑氫原子的被粘材料，且固化后含氨基甲酸酯、脲鍵以及極性較強(qiáng)的鍵和基團(tuán)，易和基材之間產(chǎn)生次價(jià)鍵，這些化學(xué)粘合力和物理粘合力共同作用的結(jié)果是使被粘基材之間產(chǎn)生較高的粘接強(qiáng)度。

進(jìn)一步地，第一耐磨層120的厚度為9微米。第一耐磨層120對(duì)轉(zhuǎn)輪的葉片進(jìn)行防護(hù)，需要具有一定的厚度，若是第一耐磨層120過厚，會(huì)降低后續(xù)金屬陶瓷層140與轉(zhuǎn)輪葉片的粘接力，整體上降低了防護(hù)層100對(duì)轉(zhuǎn)輪葉片的防護(hù)效果。而若是第一耐磨層120厚度過薄，又將降低第一耐磨層120對(duì)轉(zhuǎn)輪葉片的防護(hù)。本實(shí)用新型實(shí)施例設(shè)置的第一耐磨層120的厚度即能夠有效對(duì)轉(zhuǎn)輪葉片進(jìn)行防護(hù)也不會(huì)妨礙后續(xù)金屬陶瓷層140與轉(zhuǎn)輪葉片的粘接。本實(shí)用新型其他實(shí)施例中，第一耐磨層120的厚度還可設(shè)置為4、5、6、7、8、9、10、11、12微米。

進(jìn)一步地，第一耐磨層120所用的材料均可選自氮化鈦鋁、氮硅化鈦、氮化鈦、碳化鈦中的一種或者現(xiàn)有的其他具有耐磨性質(zhì)的涂層。氮化鈦是一種涂層，其能夠有效提高基材的耐磨性，減小摩擦系數(shù)。碳化鈦具有很到的化學(xué)穩(wěn)定性，屬于NaCl型面心立方結(jié)構(gòu)，其具有良好的耐磨性。氮化鈦鋁和氮硅化鈦是氮化鈦與其鋁元素、硅元素反應(yīng)復(fù)合得到的復(fù)合涂層，同樣兼具耐磨的性能。

進(jìn)一步地，金屬陶瓷層140的厚度為10微米。此金屬陶瓷層140厚度能夠有效地防止汽蝕現(xiàn)象對(duì)轉(zhuǎn)輪葉片的損傷，同時(shí)，能夠進(jìn)一步地增強(qiáng)轉(zhuǎn)輪葉片耐磨的性能。若是金屬陶瓷層140的厚度過薄，其防護(hù)效果將大大降低，而若厚度過厚則可能導(dǎo)致增加轉(zhuǎn)輪葉片的負(fù)荷，反而降低了轉(zhuǎn)輪葉片的使用壽命。進(jìn)一步本實(shí)用新型其他實(shí)施例中金屬陶瓷層140的厚度還可為6、7、8、9、11、12、13、14、15微米。

進(jìn)一步地，金屬陶瓷層140是WC-Ni金屬陶瓷涂層。WC-Ni金屬陶瓷涂層是一種結(jié)合了金屬韌性和陶瓷的硬度的一種新型涂層粉末，將其噴涂于基材表面101增加了基材表面101的抗磨和抗腐蝕的能力。在本實(shí)用新型實(shí)施例中其主要是能夠有效的防止汽蝕對(duì)轉(zhuǎn)輪葉片的損傷，并且能進(jìn)一步加強(qiáng)轉(zhuǎn)輪葉片耐磨的程度。

進(jìn)一步地，WC-Ni金屬陶瓷涂層主要是由70gWC粉，20gNi粉和15gFe粉制成得到的涂層。采用上述比例能夠快速高效地制備上述WC-Ni金屬陶瓷涂層。進(jìn)一步本實(shí)用新型其他實(shí)施例中，WC-Ni金屬陶瓷涂層還可以主要是由65gWC粉，15gNi粉和15gFe粉制成得到?；蛘咧饕?0gWC粉，30gNi粉和20gFe粉制成得到?；蛘咧饕?5gWC粉，25gNi粉和25gFe粉制成。或者主要由75gWC粉，27gNi粉和22gFe粉制成?；蛘咧饕?7gWC粉，24gNi粉和26gFe粉制成。

本實(shí)施例中制備WC-Ni金屬陶瓷涂層使用的是現(xiàn)有真空還原碳化法、高能磨球法或化學(xué)沉淀法。

本實(shí)施例中制備多層防護(hù)層，采用的是3D打印技術(shù)，將各個(gè)涂層或涂料噴涂在轉(zhuǎn)輪葉片表面進(jìn)而形成對(duì)應(yīng)的防護(hù)層。本實(shí)用新型其他實(shí)施例中還可采用其他的噴涂技術(shù)進(jìn)行噴涂，例如激光噴涂、高速火焰噴涂或等離子噴涂等噴涂方法。

本實(shí)用新型還提供一種水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪，其包括上述的耐磨抗汽蝕的水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪葉片。通過增加轉(zhuǎn)輪葉片的使用年限，進(jìn)而提升了水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪的使用年限，減少水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪檢修的次數(shù)，進(jìn)而節(jié)約了生產(chǎn)成本。

本實(shí)用新型提供的水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪葉片具有耐磨抗汽蝕抗結(jié)冰的功效。水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪葉片在使用過程中得到了多層防護(hù)層的保護(hù)，減少轉(zhuǎn)輪葉片在轉(zhuǎn)動(dòng)過程或沖擊中與水中固體物質(zhì)發(fā)生碰撞造成的轉(zhuǎn)輪葉片的磨損，降低汽蝕對(duì)水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪葉片的腐蝕，延長(zhǎng)水輪機(jī)葉片的使用壽命，縮短檢修次數(shù)。同時(shí)，在冬季溫度較低的情況下，由于有抗結(jié)冰粉末的疏水性質(zhì)，冰層不易形成或者覆蓋于水輪機(jī)葉片表面，水輪機(jī)可正常使用。

實(shí)施例2

參見圖2，本實(shí)施例提供的一種耐磨抗汽蝕的水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪葉片，其結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1提供的耐磨抗汽蝕的水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪葉片的結(jié)構(gòu)一致，不同點(diǎn)在于，本實(shí)施例耐磨抗汽蝕的水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪葉片的多層防護(hù)層200的設(shè)置是在金屬陶瓷層140外增設(shè)有第二耐磨層150以及WC-Ni金屬陶瓷涂層不同。

在保證多層防護(hù)層200總體厚度的情況下，可根據(jù)生產(chǎn)需求在金屬陶瓷層140外設(shè)置第二層耐磨層，能夠進(jìn)一步地提升轉(zhuǎn)輪葉片耐磨損的效果，此時(shí)，轉(zhuǎn)輪葉片的最外層為第二耐磨層150，其厚度可進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆潘?。本?shí)施例采用的厚度為8微米，其能夠有效的發(fā)揮第二耐磨層150的防護(hù)功效，也不會(huì)增加轉(zhuǎn)輪葉片的負(fù)荷。在本實(shí)用新型其他實(shí)施例中第二耐磨層150厚度還可為9、10、11、12微米。

本實(shí)施例WC-Ni金屬陶瓷涂層是主要是由70gWC粉、20gNi粉和30gAl粉制成得到的涂層。在本實(shí)用新型其他實(shí)施例中WC-Ni金屬陶瓷涂層還可以主要是由75gWC粉、25gNi粉和15gAl粉制成得到的涂層。或者主要是由80gWC粉、30gNi粉和20gAl粉制成得到?；蛘咧饕怯?5gWC粉、27gNi粉和22gAl粉制成得到的涂層。

實(shí)施例3

參見圖3，本實(shí)施例提供的一種耐磨抗汽蝕的水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪葉片，結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1提供的耐磨抗汽蝕的水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪葉片的結(jié)構(gòu)一致，不同點(diǎn)在于，本實(shí)施例耐磨抗汽蝕的水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪葉片的多層防護(hù)層300的設(shè)置是在金屬陶瓷層140外增設(shè)有防結(jié)冰層160。

在實(shí)際使用過程中，轉(zhuǎn)輪葉片在冬季或較低溫度的環(huán)境中，轉(zhuǎn)輪葉片的表面101容易形成結(jié)冰，進(jìn)而影響轉(zhuǎn)輪葉片的正常使用。為了解決這一問題，多層防護(hù)層100可增設(shè)一層防結(jié)冰層160，此防結(jié)冰層160設(shè)于金屬陶瓷層140外。

進(jìn)一步地，防結(jié)冰層160的厚度為11微米。由于防結(jié)冰層160防結(jié)冰效果與其厚度相關(guān)，其厚度越厚，防結(jié)冰效果越好。而防結(jié)冰不能絕對(duì)的阻止轉(zhuǎn)輪葉片表面101附著冰層或冰塊，只能有效地減少冰層或冰塊的數(shù)量和面積等，延長(zhǎng)冰層或冰塊形成的時(shí)間，轉(zhuǎn)輪葉片長(zhǎng)時(shí)間在低溫環(huán)境中使用，轉(zhuǎn)輪葉片表面101也有可能會(huì)附著冰層或冰塊。因此，若防結(jié)冰厚度過厚，對(duì)于不利于后期清理轉(zhuǎn)錄葉片表面101可能存在的冰層或冰塊。而本實(shí)施例中采用的此厚度，既能有效地減少甚至防止轉(zhuǎn)輪葉片表面101冰層的形成也便于后續(xù)對(duì)已形成的冰層進(jìn)行清除。

進(jìn)一步本實(shí)用新型其他實(shí)施例中防結(jié)冰的厚度還可為8、9、10、12、13、14、15、16、17、18、19、20微米。進(jìn)一步地，防結(jié)冰層160主要是由納米碳酸鈣與氟硅烷修飾的丙烯酸酯樹脂制成的防結(jié)冰層160。本實(shí)施例中使用的氟硅烷修飾的丙烯酸酯樹脂采用丙烯酸樹脂與氟硅烷通過常見的溶液聚合改性方法制備。而后將氟硅烷修飾的丙烯酸酯樹脂與納米碳酸鈣混合得到防結(jié)冰涂層。

實(shí)施例4

參見圖4，本實(shí)施例提供的一種耐磨抗汽蝕的水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪葉片，結(jié)構(gòu)與實(shí)施例3提供的耐磨抗汽蝕的水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪葉片的結(jié)構(gòu)一致，不同點(diǎn)在于，本實(shí)施例耐磨抗汽蝕的水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪葉片的多層防護(hù)層400的設(shè)置是在金屬陶瓷層140與防結(jié)冰層160之間增設(shè)了第三粘結(jié)層170。本實(shí)施例的金屬陶瓷層140使用的涂層不同。

在轉(zhuǎn)輪葉片表面101附著防結(jié)冰層160時(shí)，由于轉(zhuǎn)輪葉片表面101已經(jīng)使用了兩次粘結(jié)層，該粘結(jié)層可能有部分粘接粉末通過金屬陶瓷層140滲透到了金屬陶瓷層140與防結(jié)冰層160之間，進(jìn)而能夠?qū)φ辰臃澜Y(jié)冰層160，但是滲透量較少，防結(jié)冰層160與轉(zhuǎn)輪葉片的作用力較小，為了提升防結(jié)冰層160與轉(zhuǎn)輪葉片的結(jié)合強(qiáng)度，可在防結(jié)冰層160和金屬陶瓷層140之間增設(shè)第三粘結(jié)層170以達(dá)到提升結(jié)合能力的效果。本實(shí)施例第三粘結(jié)層170的厚度優(yōu)選地設(shè)置為3微米，在本實(shí)用新型其他實(shí)施例中第三粘結(jié)層170的厚度還可為1、2微米。

本實(shí)施例的金屬陶瓷層140是CrMo-CoC金屬陶瓷涂層。CrMo-CoC金屬陶瓷涂層主要是由65g碳化鉬粉、20g碳化鉻粉和20gCo粉制成得到的涂層。本實(shí)用新型其他實(shí)施例中CrMo-CoC金屬陶瓷涂層還可以主要是由75g碳化鉬粉、25g碳化鉻粉和30gCo粉制成。或者主要是由70g碳化鉬粉、30g碳化鉻粉和25gCo粉制成?；蛘咧饕怯?8g碳化鉬粉、28g碳化鉻粉和23gCo粉制成。

實(shí)驗(yàn)例

對(duì)比例1

采用與實(shí)施例1一樣的未噴涂防護(hù)層的水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪葉片為基材，在轉(zhuǎn)輪葉片表面噴涂相同數(shù)量以及厚度的第一耐磨層和金屬陶瓷層，但是不噴涂第一粘結(jié)層和第二粘結(jié)層。

對(duì)比例2

采用與實(shí)施例1一樣的未噴涂防護(hù)層的水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪葉片為基材，在轉(zhuǎn)輪葉片表面噴涂的防護(hù)層厚度為35微米。

對(duì)比例3

采用與實(shí)施例1一樣的未噴涂防護(hù)層的水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪葉片為基材，在轉(zhuǎn)輪葉片表面噴涂的防護(hù)層厚度為90微米。

對(duì)比例4

采用與實(shí)施例1一樣的未噴涂防護(hù)層的水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪葉片為基材，在轉(zhuǎn)輪葉片表面的第一粘結(jié)層的厚度為1微米、第一耐磨層的厚度為3微米、第二粘結(jié)層的厚度為1微米以及金屬陶瓷層的厚度為3微米。

對(duì)比例5

采用與實(shí)施例1一樣的未噴涂防護(hù)層的水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪葉片為基材，在轉(zhuǎn)輪葉片表面的第一粘結(jié)層的厚度為6微米、第一耐磨層的厚度為15微米、第二粘結(jié)層的厚度為5微米以及金屬陶瓷層的厚度為18微米。

對(duì)比例6

采用與實(shí)施例1一樣的未噴涂防護(hù)層的水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪葉片，所噴涂的防護(hù)層的結(jié)構(gòu)、厚度以及相關(guān)組成與實(shí)施例1的轉(zhuǎn)輪葉片一致，只是其所制備得到的金屬陶瓷涂層的原料為55gWC粉，10gNi粉和10gFe粉。

試驗(yàn)例1

將實(shí)施例1～4以及對(duì)比例1～6的水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪葉片進(jìn)行耐磨、抗汽蝕、抗結(jié)冰等的對(duì)比試驗(yàn)。

耐磨性能通過磨損試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行測(cè)試，分別實(shí)施例1-4以及對(duì)比例1-6闡述的水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪葉片分別通過磨損機(jī)磨4小時(shí)，分別測(cè)定通過磨損機(jī)后，轉(zhuǎn)輪葉片被磨損掉的防護(hù)層的質(zhì)量，測(cè)量防護(hù)層掉落質(zhì)量越少耐磨性能越好，具體測(cè)試結(jié)果見表1。

抗汽蝕性能檢測(cè)利用GB/T15469進(jìn)行檢測(cè)，具體檢測(cè)汽蝕區(qū)域的最大深度、汽蝕剝落體積，具體的檢測(cè)結(jié)果見表1。

表1轉(zhuǎn)輪葉片耐磨和抗汽蝕檢測(cè)結(jié)果

由表1知，實(shí)施例1與對(duì)比例1對(duì)比發(fā)現(xiàn)，不設(shè)置粘結(jié)層，耐磨層與金屬陶瓷層與轉(zhuǎn)輪葉片的結(jié)合能力，因此，都大量的耐磨層和金屬陶瓷層被磨損掉。同時(shí)，在抗汽蝕方面，對(duì)比例1的效果也明顯低于實(shí)施例1，對(duì)比例1的最大深度以及汽蝕剝落體積遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于實(shí)施例1的檢測(cè)數(shù)據(jù)，進(jìn)而降低了轉(zhuǎn)輪葉片的使用年限，該對(duì)比發(fā)現(xiàn)粘結(jié)層是必須的結(jié)構(gòu)。

通過實(shí)施例1與對(duì)比例2的檢測(cè)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，防護(hù)層的厚度過低時(shí)，轉(zhuǎn)輪葉片的耐磨損以及抗汽蝕能力均明顯降低，磨損脫落的防護(hù)層數(shù)量急劇增大，汽蝕最大深度以及汽蝕脫落體積也明顯高于實(shí)施例1，說明防護(hù)層厚度過低不能對(duì)轉(zhuǎn)輪葉片形成良好的保護(hù)。

對(duì)比實(shí)施例1和對(duì)比例3的檢測(cè)結(jié)果可知，防護(hù)層厚度過厚也不利于轉(zhuǎn)輪葉片的保護(hù)，其厚度過厚，反而可能會(huì)降低轉(zhuǎn)輪葉片與防護(hù)層的結(jié)合能力，進(jìn)而增大了防護(hù)層脫落的可能性，降低了防護(hù)效果。

對(duì)比實(shí)施例1和對(duì)比例4的檢測(cè)結(jié)果可知，防護(hù)層的各個(gè)保護(hù)層的厚度過低也不利于轉(zhuǎn)輪葉片的保護(hù)，各個(gè)層的厚度過低，在磨損以及汽蝕時(shí)容易被損壞，不能夠有效地保護(hù)轉(zhuǎn)輪葉片。

對(duì)比實(shí)施例1和對(duì)比例5的檢測(cè)結(jié)果可知，防護(hù)層的各個(gè)保護(hù)層的厚度過高，導(dǎo)致各個(gè)保護(hù)層與轉(zhuǎn)輪葉片粘接不足，結(jié)合能力低，進(jìn)而在使用過程中，其容易脫落，不能對(duì)轉(zhuǎn)輪葉片進(jìn)行有效地保護(hù)。

對(duì)比實(shí)施例1和對(duì)比例6可知，制備金屬陶瓷層的原料的比例低于本實(shí)用新型實(shí)施例所記載的比例時(shí)，制備得到的金屬陶瓷層與水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪葉片的結(jié)合能力降低，同時(shí)，其抗汽蝕的能力也降低。

同時(shí)，通過表1可知，本實(shí)用新型實(shí)施例1-4采用的相應(yīng)的厚度以及對(duì)應(yīng)比例的原料制備得到的轉(zhuǎn)輪葉片的耐磨損以及抗汽蝕效果均較優(yōu)。表明本實(shí)用新型實(shí)施中的防護(hù)層對(duì)轉(zhuǎn)輪葉片起到了良好的保護(hù)作用。

試驗(yàn)例2

耐腐蝕性能通過鹽霧試驗(yàn)進(jìn)行測(cè)試，采用pH為7左右的氯化鈉(5％)水溶液，在相同實(shí)驗(yàn)條件下，噴涂于面積相同的實(shí)施例1-4以及對(duì)比例1-6闡述的轉(zhuǎn)輪葉片上，通過比較上述10個(gè)水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪葉片外觀變化、開始腐蝕的時(shí)間以及腐蝕面積，評(píng)價(jià)耐腐蝕力。轉(zhuǎn)輪葉片表面變化越多，開始腐蝕時(shí)間越早，腐蝕面積越大耐腐蝕能力越差。

抗結(jié)冰能力通過將實(shí)施例1-4以及對(duì)比例1-6的水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪葉片放置于濕度相同、溫度為-5℃的環(huán)境內(nèi)，通過比較上述10個(gè)轉(zhuǎn)輪葉片表面開始結(jié)冰的時(shí)間，涂層表面覆冰面積、厚度進(jìn)行對(duì)比，開始結(jié)冰時(shí)間越早，轉(zhuǎn)輪葉片表面覆冰面積越多、厚度越厚抗結(jié)冰能力越差。轉(zhuǎn)輪葉片耐腐蝕能力以及抗結(jié)冰性能測(cè)試結(jié)果見表2。

表2水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪葉片耐腐蝕能力以及抗結(jié)冰性能測(cè)試結(jié)果

由表2可知，對(duì)比實(shí)施例1-4與對(duì)比例1-6的耐腐蝕測(cè)試結(jié)果發(fā)現(xiàn)，本實(shí)用新型實(shí)施例的耐腐蝕效果明顯優(yōu)于對(duì)比例1-6的效果，表面防護(hù)層不設(shè)置粘結(jié)層，防護(hù)層厚度過低或過高，防護(hù)層各個(gè)保護(hù)層的厚度過低或過高，等均會(huì)降低防護(hù)層的防護(hù)效果。如想達(dá)到良好的耐腐蝕效果則各個(gè)環(huán)節(jié)均需嚴(yán)格按照本實(shí)用新型實(shí)施例記載的內(nèi)容進(jìn)行選擇以及實(shí)施。

對(duì)比實(shí)施例1-4抗結(jié)冰測(cè)試結(jié)果發(fā)現(xiàn)，本實(shí)用新型實(shí)施例中未增設(shè)防結(jié)冰層時(shí)，對(duì)于抗結(jié)冰有一定的效果，但是有了防結(jié)冰層后抗結(jié)冰效果大大提升，且增設(shè)第三粘結(jié)層后，抗結(jié)冰效果更優(yōu)。而對(duì)比和對(duì)比例1-6與實(shí)施例1-4的測(cè)試結(jié)果發(fā)現(xiàn)，防護(hù)層不包含粘結(jié)層、防護(hù)層厚度過低或過高等不按照本實(shí)用新型實(shí)施例記載的內(nèi)容對(duì)防護(hù)層進(jìn)行設(shè)置，則會(huì)明顯降低防護(hù)層的抗結(jié)冰效果，原因可能是，設(shè)置的防護(hù)層也具有一定抗結(jié)冰效果。

綜上所述，本實(shí)用新型的水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪葉片在使用過程中能夠?qū)D(zhuǎn)輪葉片起到良好的保護(hù)作用，能夠有效的降低水中沙石對(duì)水輪機(jī)葉片表面的磨損以及水中各種物質(zhì)對(duì)水輪機(jī)葉片的腐蝕。同時(shí)，減少汽蝕對(duì)轉(zhuǎn)輪葉片的侵蝕，延長(zhǎng)了轉(zhuǎn)輪葉片的使用壽命，進(jìn)而提升了設(shè)置有該轉(zhuǎn)輪葉片的水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪的使用年限。并且，在低溫環(huán)境下使用時(shí)，轉(zhuǎn)輪葉片能夠有效阻止冰層的形成，減少覆冰面積以及覆冰厚度，保證了轉(zhuǎn)輪葉片在惡劣的低溫環(huán)境下也可正常使用，進(jìn)一步地?cái)U(kuò)大了轉(zhuǎn)輪葉片以及水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪的使用范圍。

以上所描述的實(shí)施例是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。本實(shí)用新型的實(shí)施例的詳細(xì)描述并非旨在限制要求保護(hù)的本實(shí)用新型的范圍，而是僅僅表示本實(shí)用新型的選定實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。