上游泵送机械密封的纳米增材制造方法

摘要

本发明属于机械制造领域，具体地，涉及一种上游泵送机械密封的纳米增材制造方法。该方法步骤如下：1、增材制造支撑环，2、精密磨削支撑环，3、制作掩膜，4、增材制造动密封环，5、精密磨削动密封环，从而制造出上游泵送机械密封环。本发明采用纳米增材制造的方法来制造上游泵送机械密封环，不受密封环槽型结构和材料的限制，能够制造出性能优于密封环基体的动密封环及其端面流体动压槽；采用梯度复合电刷镀纳米陶瓷粉增材制造动密封环，实现了动密封环中陶瓷粉含量的梯度增加，可有效地提高上游泵送机械密封流体动压槽的耐磨性、耐蚀性及其使用寿命，提高了密封效果；密封环的基体采用普通金属材料，降低了密封环的成本，且易于加工。

主权项

一种上游泵送机械密封的纳米增材制造方法，步骤如下：(1)、增材制造支撑环，具体步骤如下：(A)、配制镀液：镀液成分为蒸馏水1000mL、硼酸55‑60g、硫酸镍380‑400g、氯化镍17‑20g、十二烷基硫酸钠0.1‑0.2g、活性炭6‑8g、双氧水4‑6mL；在配制过程中，先在烧杯中依次倒入硼酸和990mL蒸馏水，70‑90℃水浴加热并用玻璃棒搅拌使硼酸溶解；然后倒入硫酸镍和氯化镍，继续水浴加热并用玻璃棒搅拌至全部溶解；倒入活性炭颗粒和双氧水试剂活化30min，并用滤纸过滤待用；在另一烧杯中倒入十二烷基硫酸钠和剩余的10mL的蒸馏水，70‑90℃水浴加热得到十二烷基硫酸钠溶液，并将其倒入过滤后的试剂中，用均质机以6000‑7000r/min转速搅拌10min，静置至室温待用；(B)、打磨金属环端面：将金属环端面在磨抛机上依次采用600、800、1200目的水砂纸进行打磨至表面粗糙度Ra达到0.2～0.5μm；(C)、清理金属环端面：将打磨后的金属环放入清水中进行超声波清洗2min；清洗完成后，放入配制好的碱液(蒸馏水：氢氧化钠：碳酸钠＝1000mL：100g：100g)中70‑90℃水浴加热5min进行除油处理；除油处理之后，放入清水中超声波清洗2min以除去金属环端面的残余碱，然后再用流动去离子水清洗金属环端面5min；接着将金属环端面放入15％盐酸溶液中进行除氧化膜并活化处理30s；活化处理之后，用清水进行超声波清洗2min以除去金属环端面的残余酸液，最后用流动去离子水清洗金属环端面5min；(D)、电镀：将清洗后的金属环通过导线连接在直流稳压控制电源负极上，放入镀槽中，电源正极接镍板，30‑40℃水浴加热，电流为4A/dm²，时间为1‑2h，可在金属环端面上增材制造出支撑环；(2)、精密磨削支撑环，具体步骤如下：在精密平面磨床上用粒度为3000#浓度为100％的树脂结合剂金刚石砂轮对支撑环端面进行精密磨削，使支撑环端面的表面粗糙度Ra达到0.05‑0.1μm，以满足流体动压槽底面的设计要求，并用作上游泵送机械密封流体动压槽底面，为进一步掩膜增材制造含有流体动压槽的动密封环提供高质量支撑环；(3)、制作掩膜，(4)、增材制造动密封环，(5)、精密磨削动密封环。