CN101671804B - 在碳钢同步器齿环锥面设置Mo2FeB2金属陶瓷涂层的方法 - Google Patents

在碳钢同步器齿环锥面设置Mo2FeB2金属陶瓷涂层的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种在碳钢同步器齿环锥面设置Mo2FeB2金属陶瓷涂层的方法，热喷涂粉末组成的质量百分比为：25％～40％FeB、35％～50％Mo、1％～10％Ni、1％～10％Cr、10％～20％Fe，各组分之和为100％；粉末粒度5～20μm；热喷涂工艺参数是：喷涂距离为80～200mm，喷涂角度为80°～90°，喷枪移动速度为10～30cm/s，每次喷涂厚度0.05mm～0.10mm，涂层总厚度0.1mm～1.0mm。涂层经过900～1100℃的高频感应加热处理后，使涂层中熔化的金属原子沿基体表面再结晶，生成一个冶金结合区，形成冶金结合界面，获得的Mo2FeB2金属陶瓷涂层硬度＞1200HV，结合强度＞200MPa，具有优异的耐磨性能。

Description

在碳钢同步器齿环锥面设置Mo<sub>2</sub>FeB<sub>2</sub>金属陶瓷涂层的方法
技术领域
本发明涉及一种汽车同步器齿环锥面，特别是在碳钢同步器齿环锥面设置Mo2FeB2金属陶瓷涂层的方法。
背景技术
汽车同步器是汽车变速器中的一种总成，以其换挡可靠、结构简单、制造成本低的优点被广泛的应用在机械式汽车变速器中，是汽车换挡不可缺少的重要部件。同步器齿环作为主要零件则需要有较好的韧性、摩擦性和耐高温性能。以往的碳钢同步器齿环都是在锥面热喷涂一层Mo层，但用此方法制造的同步器齿环其制造成本很高，涂层和基体的结合强度不高，因而其摩擦性能难以得到保证。
发明内容
本发明的目的在于提供一种在碳钢同步器齿环锥面设置Mo2FeB2金属陶瓷涂层的方法，这种方法涂层结合强度高，接合热应力小。
本发明的另一个目的是要提供一种用上述方法制备的锥面设置Mo2FeB2金属陶瓷涂层的碳钢同步器齿环，该同步器齿环具有优异的耐磨性能，且成本低。
实现本发明目的的技术方案是：
一种设置有Mo2FeB2金属陶瓷涂层的碳钢同步器齿环，由碳钢同步器齿环基体和设置在基体上的Mo2FeB2金属陶瓷涂层组成。
一种在碳钢同步器齿环锥面设置Mo2FeB2金属陶瓷涂层的方法，包括以下步骤：
(1)将碳钢同步器齿环基体锥面进行除油和喷砂处理；
(2)在上述锥面进行热喷涂，热喷涂粉末组成的质量百分比为：FeB25％～40％、Mo35％～50％、Ni1％～10％、Cr1％～10％、Fe10％～20％，各组分之和为100％，粉末粒度5～20μm，经混合均匀而成；热喷涂工艺参数是：喷涂距离为80～200mm，喷涂角度为80°～90°，喷枪移动速度为10～30cm/s，每次喷涂厚度0.05mm～0.10mm，
(3)涂层高频感应加热处理。
步骤(2)所述热喷涂，涂层总厚度0.1mm～1.0mm；热喷涂的方法包括氧-乙炔火焰喷涂或等离子喷涂或超音速火焰喷涂。
步骤(3)所述涂层高频感应加热处理涂层的加热温度：900～1100℃。
本发明的有益效果是：本发明通过采用热喷涂方法，基于反应喷涂原理，在碳钢同步器齿环锥面产生化学反应：2FeB+2Mo＝Mo2FeB2+Fe，获得Mo2FeB2金属陶瓷涂层，其中Mo2FeB2为涂层的硬质相，Ni、Cr、Fe为涂层的粘接相，起支撑作用，使涂层结合更牢固，提高碳钢同步器齿环锥面的耐磨性能。通过高频感应加热处理，使涂层中熔化的金属原子沿基体表面再结晶，生成一个冶金结合区，形成冶金结合界面。本发明获得的Mo2FeB2金属陶瓷涂层硬度＞1200HV，结合强度＞200MPa，具有优异的耐磨性能。
附图说明
图1是本发明实施例的Mo2FeB2金属陶瓷涂层的显微组织示意图；
图2是本发明实施例的Mo2FeB2金属陶瓷涂层的界面结构示意图；
图3是本发明锥面设置有Mo2FeB2金属陶瓷涂层的碳钢同步器齿环的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明做进一步的说明，但不是对本发明内容的限定。
实施例1：
同步器齿环基体材料：碳钢
在上述基体锥面设置Mo2FeB2金属陶瓷涂层的方法如下：
(1)先将同步器齿环基体锥面进行除油和喷砂处理，然后
(2)进行热喷涂：
喷涂粉末组成的质量百分比为：35％FeB、40％Mo、2％Ni、3％Cr、20％Fe；粉末粒度10μm；经混合均匀制成，采用氧-乙炔火焰法在基体锥面进行热喷涂；氧-乙炔火焰喷涂工艺参数：喷涂距离为100mm，喷涂角度为80°～90°，喷枪移动速度为15cm/s，每次喷涂厚度为0.05-0.10mm，涂层总厚度为0.15mm；
(3)高频感应加热涂层工艺参数：加热温度：900℃。
本实施例的Mo2FeB2金属陶瓷涂层的显微组织如图1所示；其界面结构如图2所示。
图3所示，本发明碳钢同步器齿环由碳钢同步器齿环基体1和设置在该基体1上的Mo2FeB2金属陶瓷涂层2组成。
实施例2：
喷涂粉末组成的质量百分比为：25％FeB、50％Mo、3％Ni、4％Cr、18％Fe；粉末粒度15μm；
等离子喷涂工艺参数：喷涂距离为150mm，喷涂角度为80°～90°，喷枪移动速度为15cm/s，每次喷涂厚度为0.05-0.10mm，涂层总厚度为0.20mm；
高频感应加热涂层工艺参数：加热温度：1000℃。
其余同实施例1。
实施例3：
喷涂粉末组成的质量百分比为：40％FeB、35％Mo、5％Ni、5％Cr、15％Fe；粉末粒度20μm；
超音速火焰喷涂工艺参数：喷涂距离为100mm，喷涂角度为80°～90°，喷枪移动速度为15cm/s，每次喷涂厚度为0.05-0.10mm，涂层总厚度为0.20mm；
高频感应加热涂层工艺参数：加热温度：1100℃。
其余同实施例1。

Claims (2)

1.在碳钢同步器齿环锥面设置Mo2FeB2金属陶瓷涂层的方法，包括由热喷涂粉末组成及质量百分比为：25％～40％FeB、35％～50％Mo、1％～10％Ni、1％～10％Cr、10％～20％Fe，各组分之和为100％，粉末粒度为5-20μm，混合均匀后进行热喷涂，所述热喷涂工艺参数为：喷涂距离为80～200mm，喷涂角度为80°～90°，喷枪移动速度为10～30cm/s，其特征是：
(1)将由质量百分比为：25％～40％FeB、35％～50％Mo、1％～10％Ni、1％～10％Cr、10％～20％Fe的混合粉末喷涂到经除油、喷砂处理后的碳钢同步器齿环锥面，喷涂厚度0.05mm～0.10mm，涂层总厚度为0.1mm～1.0mm；
(2)涂层高频感应加热处理，加热温度为900～1100℃。
2.用权利要求1所述方法制备的锥面设置有Mo2FeB2金属陶瓷涂层的汽车碳钢同步器齿环。
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