专利名称：纳米尼龙陶瓷复合材料浇铸水机金属零部件的方法
技术领域：
本发明属于复合材料浇铸水机金属零部件的方法，具体的说，涉及一种纳 米尼龙陶瓷复合材料浇铸水机金属零部件的方法。
背景技术：
水机包括水轮机，即水力发电动力机械及水泵等与水接触的机械。这些机 械极易被泥沙磨蚀破坏，特别是我国水土流失严重，更容易造成长江黄河等诸 多河流上的水轮机、水泵不能正常发电、抽水，就需要经常检修，检修工期增 长，检修费用居高不下，发电效果不突出，达不到设计水平，造成很多水资源浪费。
目前，各种水机、大中小型水力发电站的水泵及水轮机零部件多为不锈钢 所制，由于不耐腐蚀，致使抽水、发电效果不理想。也出现了大量纳米改性塑 料水机零部件和用聚胺脂尼龙软涂层修补磨损的水机零部件的方法等。但是纳
米改性塑料水机零部件往往强度不够；用来修补的材料与母体都会出现一个共 同的问题，就是与母材结合不牢，不是被水冲刷掉，就是因脆而脱落。因此至 今未得到一个有效的解决水机磨蚀的方法。
发明内容
为解决以上技术问题，本发明的目的在于提供一种纳米尼龙陶瓷复合材料 浇铸在金属零部件骨架上不会和骨架脱落的方法。本发明的具体方案是 一种纳米尼龙陶瓷复合材料浇铸水机金属零部件的 方法，包括以下步骤
(1) 按重量份数配比原料己内酰胺25 40有机锡5 8纳米铜粉0.5 1.5 纳米铁粉0.5 1.5 纳米碳化硅或/和纳米氮化硅1 3氢氧化钠 2 3 甲苯二异氰酸酯2 4
(2) 原料中反应物的熔化反应取步骤(1)配好的原料中己内酰胺；有 机锡；纳米铜粉；纳米铁粉；纳米碳化硅或/和纳米氮化硅投入不锈钢聚合反应 釜内加热，同时对反应釜抽真空，反应釜抽真空可加快原料中各物料的熔化， 脱去各物料体内所含的微量水分。保持聚合反应釜内温度在80度 90度至原料 中反应物全部熔化，然后将聚合反应釜内温度升至135度 140度使原料在此温 度下沸腾3 5分钟，用以脱去各物料中所含水分和低沸点杂物，聚合反应釜打 开放空阀与大气相通，解除真空状态；
(3) 加入催化物的反应将步骤(1)配好的氢氧化钠加入聚合反应釜内， 再次对聚合反应釜抽真空，保持聚合反应釜内135度 140度的温度不变反应 8 12分钟，使得各物料在沸腾中充分混合。打开聚合反应釜放空阀，解除聚合 反应釜真空状态，再向聚合反应釜内加入步骤(1)配好的甲苯二异氰酸酯搅拌 均匀；
(4) 浇铸成型迅速将步骤(3)聚合反应釜内的全部混合物质加入到已 预热至160度 170度装有水机金属零骨架零部件的模具中，保持模具160度 170度15 30分钟脱模取出，得到纳米尼龙陶瓷合金机械零部件。
原料各物料在复合材料中的作用，己内酰胺聚合反应后会收縮，将金属骨 架紧紧包裹；有机锡耐磨；纳米铜粉是成核剂，也具有耐磨的作用；纳米铁粉防水纳米碳化硅或/和纳米氮化硅防水效果好，增韧作用；氢氧化钠为催化剂加 速反应；甲苯二异氰酸酯作为助催化剂。
上述步骤(4)脱模取出的纳米尼龙陶瓷合金机械零部件放入100度水中煮 20 30小时，可以增加纳米尼龙陶瓷复合材料浇铸水机金属零部件的韧性；然 后对纳米尼龙陶瓷合金机械零部件表面进行打磨加工，达到一定的标准。
上述步骤(2)中加入聚合反应釜的原料总合为聚合反应釜容积的2/3。整 个加工工序更好操作。
有益效果本发明方法加工出来的水机零部件。与金属不锈钢制成的相比 质量轻、强度高，寿命长，分别是碳钢，不锈钢的10倍及2 5倍，并且不吸 水、不变形，无论使用多久都不与母体脱落，具有降低噪声和减小震动的作用。
具体实施方式
实施例1
纳米尼龙陶瓷复合材料浇铸水机碳钢零部件的方法
(1) 配比原料己内酰胺25kg、有机锡8kg、纳米铜粉1.5kg、纳米铁粉 0.5kg、纳米碳化硅或3kg、氢氧化钠2kg、甲苯二异氰酸酯4kg;
(2) 原料中反应物的熔化反应取步骤(1)配好的原料中己内酰胺；有 机锡；纳米铜粉；纳米铁粉；纳米碳化硅或/和纳米氮化硅投入不锈钢聚合反应 釜内加热，加入聚合反应釜的原料为聚合反应釜容积的2/3。同时对反应釜抽真 空，保持聚合反应釜内温度在90度至原料中反应物全部熔化，然后将聚合反应 釜内温度升至140度使原料在此温度下沸腾3分钟，聚合反应釜打开放空阀与 大气相通，解除真空状态；
(3) 加入催化物的反应将步骤(1)配好的氢氧化钠加入聚合反应釜内，再次对聚合反应釜抽真空，保持聚合反应釜内140度的温度不变反应8分钟， 打开聚合反应釜放空阀，解除聚合反应釜真空状态，再向聚合反应釜内加入步 骤(1)配好的甲苯二异氰酸酯搅拌均匀；
(4)浇铸成型迅速将步骤(3)聚合反应釜内的全部混合物质加入到已 预热至170度装有转轮的模具中，保持模具160度度15分钟脱模取出，得到纳 米尼龙陶瓷合金机械零部件。
脱模取出的纳米尼龙陶瓷合金机械零部件放入100度水中煮20小时；然后 对纳米尼龙陶瓷合金机械零部件表面进行打磨加工。 实施例2
纳米尼龙陶瓷复合材料浇铸水机不锈钢零部件的方法
(1)配比原料己内酰胺40kg;有机锡5kg;纳米铜粉0. 5kg;纳米铁粉 1.5kg;纳米碳化硅和纳米氮化硅lkg;氢氧化钠3kg;甲苯二异氰酸酯2kg; 步骤(4)模具中装有的水机不锈钢零部件为顶盖，工艺参数温度和时间在说明 书所记录参数范围内变化，其余工艺与实施l相同。
实施例3
纳米尼龙陶瓷复合材料浇铸水机钛合金零部件的方法
(1)配比原料己内酰胺30kg;有机锡7kg ;纳米铜粉lkg;纳米铁粉 lkg;纳米氮化硅2kg;氢氧化钠2.5kg;甲苯二异氰酸酯3kg;步骤(4)模具 中装有的水机钛合金零部件为抗磨板，脱模取出的纳米尼龙陶瓷合金机械零部 件不用放入100度水中煮。工艺参数温度和时间在说明书所记录参数范围内变 化，其余工艺与实施l相同。
实施例4纳米尼龙陶瓷复合材料浇铸水机碳钢零部件的方法 (1)配比原料己内酰胺30kg;有机锡6kg;纳米铜粉1. 2kg;纳米铁粉 0.8kg;纳米碳化硅2kg;氢氧化钠2kg;甲苯二异氰酸酯3kg;步骤(4)模具 中装有的水机碳钢零部件为轴套，工艺参数温度和时间在说明书所记录参数范 围内变化，其余工艺与实施l相同。 实施例5
纳米尼龙陶瓷复合材料浇铸水机碳钢零部件的方法 (1)配比原料己内酰胺30kg;有机锡6kg;纳米铜粉1. 2kg;纳米铁粉 0.8kg;纳米碳化硅2kg;氢氧化钠2kg;甲苯二异氰酸酯3kg;步骤(4)模具 中装有的水机碳钢零部件为密封环，工艺参数温度和时间在说明书所记录参数 范围内变化，其余工艺与实施l相同。
权利要求
1. 一种纳米尼龙陶瓷复合材料浇铸水机金属零部件的方法，其特征在于按如下步骤进行(1)按重量份数配比原料待用己内酰胺25～40 有机锡5～8 纳米铜粉0.5～1.5 纳米铁粉0.5～1.5 纳米碳化硅或/和纳米氮化硅1～3 氢氧化钠2～3 甲苯二异氰酸酯2～4；(2)原料中反应物的熔化反应取步骤(1)中配好的己内酰胺；有机锡；纳米铜粉；纳米铁粉；纳米碳化硅或/和纳米氮化硅投入不锈钢聚合反应釜内加热，同时对反应釜抽真空，保持聚合反应釜内温度在80度～90度至原料中反应物全部熔化，然后将聚合反应釜内温度升至135度～140度使原料在此温度下沸腾3～5分钟，聚合反应釜打开放空阀与大气相通，解除真空状态；(3)加入催化物的反应将步骤(1)配好的氢氧化钠加入聚合反应釜内，再次对聚合反应釜抽真空，保持聚合反应釜内135度～140度的温度不变反应8～12分钟，打开聚合反应釜放空阀，解除聚合反应釜真空状态，再向聚合反应釜内加入步骤(1)配好的甲苯二异氰酸酯搅拌均匀；(4)浇铸成型迅速将步骤(3)聚合反应釜内的全部混合物质加入到已预热至160度～170度装有水机金属骨架零部件的模具中，保持模具160度～170度15～30分钟脱模取出，得到纳米尼龙陶瓷复合材料浇铸的水机金属零部件。
2、 根据权利要求1所述纳米尼龙陶瓷复合材料浇铸水机金属零部件的方法， 其特征在于所述步骤(4)脱模取出的纳米尼龙陶瓷复合材料浇铸的水机金属 零部件放入100度水中煮20 30小时；然后对纳米尼龙陶瓷合金机械零部件表面进行打磨加工。
3、根据权利要求1所述纳米尼龙陶瓷复合材料浇铸水机金属零部件的方法，其特征在于所述步骤(2)中加入聚合反应釜的原料总合为聚合反应釜容积的2/3。
全文摘要
本发明公开了一种纳米尼龙陶瓷复合材料浇铸水机金属零部件的方法，(1)按重量份数配比原料；(2)原料中反应物的熔化反应；(3)加入催化物的反应；(4)浇铸成型。所述步骤(4)脱模取出的纳米尼龙陶瓷合金机械零部件放入100度水中煮20～30小时；然后对纳米尼龙陶瓷合金机械零部件表面进行打磨加工。本发明方法加工出来的水机零部件。与金属不锈钢制成的相比质量轻、强度高，寿命长，分别是碳钢，不锈钢的10倍及2～5倍，并且不吸水、不变形，无论使用多久都不与母体脱落，具有降低噪声和减小震动的作用。
文档编号B29L31/00GK101293995SQ20081006971
公开日2008年10月29日 申请日期2008年5月22日 优先权日2008年5月22日
发明者震 田, 田尉冰, 田尉华 申请人:震 田