一种MC尼龙与钢复合结构的推力式叶轮的制作方法.pdf

本发明涉及一种MC尼龙与钢复合结构的推力式叶轮的制作方法。一、将钢制轴套与钢制桨叶焊接成一体制成叶轮本体；二、将己内酰胺单体称量，将一半量的己内酰胺单体倒入甲反应釜；在乙反应釜中加入另一半的己内酰胺单体；三、将预先处理好的甲、乙反应釜的物料进行充分混合；四、在上述步骤之前已将叶轮本体经调动平衡、修整、除油、除锈后在模具的模腔内定位妥当；五、将混合器内的物料倒入模具中模压；六、脱模后即在桨叶和轴套的外表面包覆有MC尼龙形成的增强层；脱模后制品经水煮、热处理、打磨调动平衡后即为成品。

权利要求书
1.  一种MC尼龙与钢复合结构的推力式叶轮的制作方法，其特征在于：包括如下步骤：
一、将钢制轴套与钢制桨叶焊接成一体制成叶轮本体；
二、（1）、将己内酰胺单体称量，将一半量的己内酰胺单体倒入甲反应釜；然后加入质量为这一半己内酰胺单体质量0.2%～0.5%的氢氧化钠作为催化剂；搅拌升温至115℃～125℃使己内酰胺单体溶化；将其抽真空15～20分钟使物料的水分含量达到300ppm以下；最后温度达到115℃～125℃；
（2）、与此同时，在乙反应釜中加入另一半的己内酰胺单体；然后加入质量为这一半己内酰胺单体质量0.3%～0.5%的甲苯二异氰酸酯作为活化剂，搅拌升温至115℃～125℃使己内酰胺单体溶化；将其抽真空15～20分钟使物料的水分含量达到300ppm以下；最后温度达到115℃～125℃；
三、将预先处理好的甲、乙反应釜的物料进行充分混合，混合后的物料控制温度保持在135℃～145℃；
四、在上述步骤之前已将叶轮本体经调动平衡、修整、除油、除锈后在模具的模腔内定位妥当，并预热温度至165～170℃，预热持续时间控制在40～50分钟；
五、将混合器内的物料倒入模具中，使物料将模腔内所有空隙填满，包裹住桨叶和轴套的外表面，然后保温15～20分钟使物料充分聚合；聚合好后即可进行缓慢冷却，冷却到60℃以下时可以脱模；
六、脱模后即在桨叶和轴套的外表面包覆有MC尼龙形成的增强层；脱模后制品经水煮、热处理、打磨调动平衡后即为成品。

2.  根据权利要求1所述的MC尼龙与钢复合结构的推力式叶轮的制作方法，其特征在于：步骤（1）中，加入氢氧化钠为己内酰胺单体质量的0.2%、0.25%、0.3%、0.35%、0.4%、0.45%和0.5%中的一种；搅拌升温的温度为115℃、116℃、118℃、120℃、122℃、124℃和125℃中的一种；抽真空时间为15分钟、16分钟、17分钟、18分钟、19分钟和20分钟中的一种；最后达到的温度为115℃、116℃、118℃、120℃、122℃、124℃和125℃中的一种。

3.  根据权利要求1所述的MC尼龙与钢复合结构的推力式叶轮的制作方法，其特征在于：步骤（2）中，加入的甲苯二异氰酸酯为这一半己内酰胺单体质量的0.3%、0.35%、0.4%、0.45%和0.5%中的一种；搅拌升温的温度为116℃、118℃、120℃、122℃和124℃中的一种；抽真空时间为15分钟、16分钟、17分钟、18分钟、19分钟和20分钟中的一种；最后达到的温度为115℃、116℃、118℃、120℃、122℃、124℃和125℃中的一种。

4.  根据权利要求1所述的MC尼龙与钢复合结构的推力式叶轮的制作方法，其特征在于：步骤三中，混合后的物料控制温度保持在135℃、136℃、138℃、140℃、142℃、144℃和145℃中的一种。

5.  根据权利要求1所述的MC尼龙与钢复合结构的推力式叶轮的制作方法，其特征在于：步骤四中，预热温度至165℃、166℃、167℃、168℃、169℃和170℃中的一种；预热持续时间为40分钟、42分钟、44分钟、46分钟、48分钟和50分钟中的一种。

6.  根据权利要求1所述的MC尼龙与钢复合结构的推力式叶轮的制作方法，其特征在于：步骤无中，保温时间为15分钟、16分钟、17分钟、18分钟、19分钟和20分钟中的一种。

7.  根据权利要求1～6任一权利要求所述的MC尼龙与钢复合结构的推力式叶轮的制作方法，其特征在于：所述的模腔与叶轮所有的空隙全为6mm。

说明书一种MC尼龙与钢复合结构的推力式叶轮的制作方法
技术领域
本发明涉及一种MC尼龙与钢复合结构的推力式叶轮的制作方法。
背景技术
搅拌可使两种或多种不同的物质彼此相互分散而达到均匀混合，也可以加速传质和传热的过程。在不相溶的液体之间或液体与固体作用时，搅拌在加速反应方面起着非常重要的作用。
高速运转的搅拌器，主轴与桨叶受物料的接触磨损是互不相同的，由于桨叶远离轴心，它们同时旋转时，其跑过的行程比轴要多，离轴心越远旋转时线速度越大，遭到的磨损会更大。
现有的搅拌器用非金属防腐主要有下列几种：耐酸搪瓷，橡胶衬里，玻璃钢衬里以及通用塑料衬里。它们都不耐磨，特别是桨叶，在湿法冶金工业中，上述的几种防腐方法桨叶均经受不了矿粉晶体等物料的磨蚀，它们最好的只能使用6个月左右的时间，最差的一个月左右就垮下来了。所以有的企业采用价格昂贵的不锈钢及合金桨叶，如专利号为201220196423.1、名称为一种搅拌机用叶轮的中国专利，但是这种叶轮在含氯、氟的环境还是不能用。
工程塑料浇铸MC尼龙具有优良的综合机械性能、突出的耐磨性，其摩擦系数0.1～0.3，是酚醛玻璃钢的1/4，巴氏合金的1/3，它的硬度大，具有较高的抗张、抗弯、抗冲性能，具有较高的延伸率，因此，它广泛地应用于机械工业，制齿轮、涡轮、滑块、活塞环、轴套、轴瓦、轴承等零部件。而且，它在遇热及化学药剂时的表现也非常好，它能长期应用于100℃以上并含酸、碱、盐等化合物的环境且不怕氯、氟离子的存在。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种设计合理的MC尼龙与钢复合结构的推力式叶轮的制作方法，钢制叶轮的桨叶和轴套的外表面被MC尼龙包裹，使叶轮同时具有耐化学侵蚀、耐矿料磨蚀、耐温（120℃）、又耐氯、氟离子且桨叶抗冲击韧性优良的优点，而且制造成本节约，再配上经防腐处理过的搅拌轴，将成为非常耐磨的搅拌器。
本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种MC尼龙与钢复合结构的推力式叶轮的制作方法，其特征在于：包括如下步骤：
一、将钢制轴套与钢制桨叶焊接成一体制成叶轮本体；
二、（1）、将己内酰胺单体称量，将一半量的己内酰胺单体倒入甲反应釜；然后加入质量为这一半己内酰胺单体质量0.2%～0.5%的氢氧化钠作为催化剂；搅拌升温至115℃～125℃使己内酰胺单体溶化；将其抽真空15～20分钟使物料的水分含量达到300ppm以下；最后温度达到115℃～125℃；
（2）、与此同时，在乙反应釜中加入另一半的己内酰胺单体；然后加入质量为这一半己内酰胺单体质量0.3%～0.5%的甲苯二异氰酸酯作为活化剂，搅拌升温至115℃～125℃使己内酰胺单体溶化；将其抽真空15～20分钟使物料的水分含量达到300ppm以下；最后温度达到115℃～125℃；
三、将预先处理好的甲、乙反应釜的物料进行充分混合，混合后的物料控制温度保持在135℃～145℃；
四、在上述步骤之前已将叶轮本体经调动平衡、修整、除油、除锈后在模具的模腔内定位妥当，并预热温度至165～170℃，预热持续时间控制在40～50分钟；
五、将混合器内的物料倒入模具中，使物料将模腔内所有空隙填满，包裹住桨叶和轴套的外表面，然后保温15～20分钟使物料充分聚合；聚合好后即可进行缓慢冷却，冷却到60℃以下时可以脱模；
六、脱模后即在桨叶和轴套的外表面包覆有MC尼龙形成的增强层；脱模后制品经水煮、热处理、打磨调动平衡后即为成品。
本发明步骤（1）中，加入氢氧化钠为己内酰胺单体质量的0.2%、0.25%、0.3%、0.35%、0.4%、0.45%和0.5%中的一种；搅拌升温的温度为115℃、116℃、118℃、120℃、122℃、124℃和125℃中的一种；抽真空时间为15分钟、16分钟、17分钟、18分钟、19分钟和20分钟中的一种；最后达到的温度为115℃、116℃、118℃、120℃、122℃、124℃和125℃中的一种。
本发明步骤（2）中，加入的甲苯二异氰酸酯为这一半己内酰胺单体质量的0.3%、0.35%、0.4%、0.45%和0.5%中的一种；搅拌升温的温度为116℃、118℃、120℃、122℃和124℃中的一种；抽真空时间为15分钟、16分钟、17分钟、18分钟、19分钟和20分钟中的一种；最后达到的温度为115℃、116℃、118℃、120℃、122℃、124℃和125℃中的一种。
本发明步骤三中，混合后的物料控制温度保持在135℃、136℃、138℃、140℃、142℃、144℃和145℃中的一种。
本发明步骤四中，预热温度至165℃、166℃、167℃、168℃、169℃和170℃中的一种。预热持续时间为40分钟、42分钟、44分钟、46分钟、48分钟和50分钟中的一种。
本发明步骤无中，保温时间为15分钟、16分钟、17分钟、18分钟、19分钟和20分钟中的一种。
本发明所述的模腔与叶轮所有的空隙全为6mm。
本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：在钢结构的叶轮本体的外表面全部均匀地被MC尼龙覆盖包裹，当它安装于经防腐处理过的搅拌器主轴后，搅拌所产生的耐磨效果非常好。比如，除固的强制循环液流量是所有搅拌形式最强的一种，而桨叶外由于包覆了一层MC尼龙，它的耐磨性是迄今为止所有非金属材料中最优越的。因此，本发明制成的叶轮，能适应在多种环境中，包括120℃高温，酸，碱，盐，氯离子以及其他多种有机溶剂环境中的长期应用，其最突出的是耐磨性大大提高，特别适合于化学萃取钴、镍、铜、锌的冶炼工艺，其结构简单、搅拌效果好、是接触式液液传质理想的搅拌叶轮。
附图说明
图1为本发明生产出的推力式叶轮与搅拌主轴连接的结构示意图。
图2为本发明生产出的推力式叶轮的结构示意图。
图3为图2的A～A的剖视结构示意图。
图4为图3的B部分的放大结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。
参见图1～图4，本发明包括如下步骤：
一、将钢制的轴套与钢制的桨叶焊接成一体制成叶轮本体；
二、（1）、将己内酰胺单体称量，将一半量的己内酰胺单体倒入甲反应釜；然后加入质量为这一半己内酰胺单体质量0.2%～0.5%的氢氧化钠作为催化剂；搅拌升温至115℃～125℃使己内酰胺单体溶化；将其抽真空15～20分钟使物料的水分含量达到300ppm以下，该步骤可以使产品不会开裂，而高水份会使成品开裂；最后温度达到115℃～125℃，该温度是起始反应温度；
本实施例中，加入的氢氧化钠为这一半己内酰胺单体质量的0.2%、0.25%、0.3%、0.35%、0.4%、0.45%和0.5%中的一种。搅拌升温的温度为115℃、116℃、118℃、120℃、122℃、124℃和125℃中的一种。抽真空时间为15分钟、16分钟、17分钟、18分钟、19分钟和20分钟中的一种。最后达到的温度为115℃、116℃、118℃、120℃、122℃、124℃和125℃中的一种。
（2）、与此同时，在乙反应釜中加入另一半的己内酰胺单体；然后加入质量为这一半己内酰胺单体质量0.3%～0.5%的甲苯二异氰酸酯作为活化剂，搅拌升温至115℃～125℃使己内酰胺单体溶化；将其抽真空15～20分钟使物料的水分含量达到300ppm以下，该步骤可以使产品不会开裂，而高水份会使成品开裂；最后温度达到115℃～125℃，该温度是起始反应温度；
本实施例中，加入的甲苯二异氰酸酯为这一半己内酰胺单体质量的0.3%、0.35%、0.4%、0.45%和0.5%中的一种。搅拌升温的温度为116℃、118℃、120℃、122℃和124℃中的一种。抽真空时间为15分钟、16分钟、17分钟、18分钟、19分钟和20分钟中的一种。最后达到的温度为115℃、116℃、118℃、120℃、122℃、124℃和125℃中的一种。
步骤（1）和（2）要分开进行，因为全部的己内酰胺单体混在一起反应的话温度不可控，溶液不稳定。
三、将预先处理好的甲、乙反应釜的物料通过齿轮泵打入混合器进行充分混合，混合后的物料控制温度保持在135℃～145℃。
本实施例中，混合后的物料控制温度保持在135℃、136℃、138℃、140℃、142℃、144℃和145℃中的一种。
四、在上述步骤之前已将叶轮本体经调动平衡、修整、除油、除锈后在模具的模腔内定位妥当，并预热温度至165～170℃，该温度是尼龙流动温度，预热持续时间控制在40～50分钟，该时间为反应时间，之后会固化；模腔与叶轮所有的空隙全为6mm，这样经浇铸后的所有桨叶和轴套的外表面均包覆有6mm厚的MC尼龙；
本实施例中，预热温度至165℃、166℃、167℃、168℃、169℃和170℃中的一种。预热持续时间为40分钟、42分钟、44分钟、46分钟、48分钟和50分钟中的一种。
五、将混合器内的物料倒入模具中，使物料将模腔内所有空隙填满，包裹住桨叶和轴套的外表面，然后保温15～20分钟使物料充分聚合；聚合好后即可进行缓慢冷却，冷却到60℃以下时可以脱模，这样不仅能固化，而且操作安全。
本实施例中，保温时间为15分钟、16分钟、17分钟、18分钟、19分钟和20分钟中的一种。
六、脱模后即在桨叶和轴套的外表面包覆有MC尼龙形成的增强层；脱模后制品经水煮、热处理、打磨调动平衡后即为成品。
上述步骤实质上也叫嵌铸（又称包封），是用聚合物的熔融包封钢制叶轮本体，它是在模型内预先安放经过处理的叶轮本体，然后将浇铸料倾倒入模腔中，然后物料在一定条件下聚合成型。MC尼龙液体浇铸入模腔空隙时，整个叶轮本体的外表面都将被厚度为6mm的MC尼龙均匀的包裹。当然这6mm的空隙是模具预先设计好的，MC尼龙在模腔内聚集结晶、冷却，由于冷却收缩MC尼龙紧紧的包裹住了桨叶和轴套，拆模后得到了叶轮，其外观与注塑的风扇叶轮一样漂亮，只是它与传统的金属铸造和塑料注塑叶轮不同，它有钢制的叶轮本体。
此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例说明。