CN103451589A - 农机具触土部件非晶纳米晶耐磨涂层材料及等离子喷涂方法 - Google Patents

农机具触土部件非晶纳米晶耐磨涂层材料及等离子喷涂方法 Download PDF

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Abstract

农机具触土部件非晶纳米晶耐磨涂层材料及等离子喷涂方法属于修理技术；非晶纳米晶耐磨涂层材料由C、Pb、Cr、Mo、P、Si、Al、B和Fe按不同重量百分比组成；在用等离子喷枪对工件进行喷涂时，电磁感应装置的磁场磁力线交替横向穿过喷涂金属材料雾滴流轴线方向；其装置由电源装置、底板、等离子喷枪、结晶磁致振动器、高度调节升降架、线圈和电磁铁装配构成；本发明的涂层材料配方合理，方法和装置结构简单，喷涂效果好，涂层材料与触土零部件基体结合强度高，耐磨性能强，使用寿命长。

Description

农机具触土部件非晶纳米晶耐磨涂层材料及等离子喷涂方法
技术领域
本发明属于机械零部件修理技术，主要涉及农机具触土部件等离子喷涂用耐磨涂层材料及喷涂方法。
背景技术
在农用机械部件中，土壤接触部件的磨损主要是属于磨料磨损，因其工作环境恶劣，磨损和腐蚀量巨大。农机零件中犁铧、耙片、深松铲、开沟器、旋耕机刀片等破碎土壤的刀具，其磨损主要是刀刃切入土壤和破碎土块时受到石块、砂粒等硬磨粒的强烈磨损。据调查，在进行大面积深松作业时，国内生产的深松铲尖工作寿命仅为30～40h，而制备高耐磨性的铲尖成本较高，近年来，用等离子喷涂方法在磨损零部件表面上制备出了非晶纳米晶涂层，该涂层具有较高的硬度，但是，在实际使用时，由于所用非晶纳米晶耐磨材料组成成份和在喷涂作业中工艺方法存在问题，农机具触土部件表面上的涂层在料粒的摩擦作用下很容易脱落，即涂层与基体的结合强度较低，大幅度降低了修复零部件的使用寿命。
发明内容
本发明的目的就是针对上述现有技术存在的问题，结合农机具触土部件实际工作特点，研发一种新的农机具触土部件非晶纳米晶耐磨涂层材料及等离子喷涂方法，达到大幅度提高非晶纳米晶耐磨材料与农机具触土部件结合强度、延长修复后部件使用耐久性的目的。
本发明的目的是这样实现的：
一种农机具触土部件非晶纳米晶耐磨涂层材料，所述非晶纳米晶耐磨涂层材料由下列成份按不同重量百分比组成：0.50-5％的C，1.5-4％的Pb，1-3％的Cr，1-3％的Mo，2-12％的P，1-5％的Si，0.8-2.0％的A1，2-6％的B，余量为Fe。
一种农机具触土部件等离子喷涂方法，在用等离子喷枪对工件进行喷涂时，电磁感应装置的磁场磁力线交替横向穿过由等离子喷枪喷出的喷涂金属材料雾滴流轴线方向。
农机具触土部件等离子喷涂装置包括等离子喷枪，在底板上、位于等离子喷枪下方配装结晶磁致振动器，在底板上、位于结晶磁致振动器左、右侧部位处分别安装高度调节升降架，套配线圈的电磁铁分别配装在左、右侧的高度调节升降架上，导线将线圈与电源装置连通。
电磁感应装置的磁感应强度为100-1000GS，频率范围为1-30Hz。
所述结晶磁致振动器的振动频率为10-70Hz。
本发明所用的电磁作用装置可实现在横向磁场作用下形成等离子喷涂耐磨涂层。在横向磁场的磁力线交替横向穿过喷涂金属雾滴时，电磁作用力对、液态金属起着搅拌作用，液态金属来回冲击着刚形成的晶体，使晶体生长受到抑制，增大冷却速度，从而获得细小的非晶纳米晶粒，增强了喷涂涂层耐磨性和与基体结合强度。结晶磁致振动装置的振动使工件在等离子喷涂时产生已设定的振动频率，促进涂层晶粒细化，提高金属雾滴与基体的结合强度。本发明的涂层材料配方合理，等离子喷涂方法和所用装置结构简单，喷涂效果好，涂层材料与触土零部件基体结合强度高，耐磨性能强，使用寿命长。
附图说明
附图是农机具触土部件等离子喷涂装置结构示意图。
图中件号说明：
1、线圈、2、电磁铁、3、底板、4、结晶磁致振动器、5、等离子喷枪、6、高度调节升降架、7、电源装置。
具体实施方式
下面结合附图对本发明实施方案进行详细描述。
一种农机具触土部件非晶纳米晶耐磨涂层材料，所述非晶纳米晶耐磨涂层材料由下列成份按不同重量百分比组成：0.50-5％的C，1.5-4％的Pb，1-3％的Cr，1-3％的Mo，2-12％的P，1-5％的Si，0.8-2.0％的A1，2-6％的B，余量为Fe。
一种农机具触土部件等离子喷涂方法，在用等离子喷枪对工件进行喷涂时，电磁感应装置的磁场磁力线交替横向穿过由等离子喷枪喷出的喷涂金属材料雾滴流轴线方向。
农机具触土部件等离子喷涂装置包括等离子喷枪5，在底板3上、位于等离子喷枪5下方配装结晶磁致振动器4，在底板3上、位于结晶磁致振动器4左、右侧部位处分别安装高度调节升降架6，套配线圈1的电磁铁2分别配装在左、右侧的高度调节升降架6上，导线将线圈1与电源装置7连通。
电磁感应装置的磁感应强度为100-1000GS，频率范围为1-30Hz。
所述结晶磁致振动器4的振动频率为10-70Hz。
实例试验分析
1、等离子喷涂工艺参数
表1控制等离子喷涂设备工艺参数
氢气压力P1(MPa) 0.4～0.5
氩气压力P2(MPa) 0.6～0.7
电压V(V) 50～80
电流I(A) 500～600
喷涂距离(mm) 60～120
结晶磁致振动装置振动频率(Hz) 10～70
交变电磁场感应强度(Gs) 100～1000
交变电磁场频率(Hz) 1～30
2、等离子喷涂合金粉末成分选取及工件材料
(1)合金粉末重量百分比记为：喷涂合金粉末重量百分比记为：3.0％C，2.0％的Pb，2.0％的Cr，1.5％的Mo，9.0％的P，4.0％的Si，1.5％的A1，4.0％的B，余量为Fe的含量。
(2)堆焊工件为zG200-400的铸钢深松铲尖。
3、试验结果
(1)表2为工件振动频率为0Hz，磁场强度为100Gs，不同交流磁场频率下喷涂涂层的性能。
表2
Figure BSA0000094724990000041
(2)表3为工件振动频率为0Hz，磁场强度为500Gs，不同交流磁场频率下喷涂涂层的性能。
表3
Figure BSA0000094724990000051
(3)表4为工件振动频率为0Hz，磁场强度为1000Gs，不同交流磁场频率下喷涂涂层的性能。
表4
Figure BSA0000094724990000052
(4)表5为工件振动频率为0Hz，交流磁场频率为5Hz，不同磁场强度下喷涂涂层的性能。
表5
Figure BSA0000094724990000053
(5)表6为工件振动频率为0Hz，交流磁场频率为10Hz，不同磁场强度下堆喷涂层的性能。
表6
Figure BSA0000094724990000054
(6)表7为工件振动频率为0Hz，交流磁场频率为20Hz，不同磁场强度下喷涂涂层的性能。
表7
Figure BSA0000094724990000061
(7)表8为交流磁场频率为10Hz，磁场强度为500Gs，不同工件振动频率下堆焊涂层的性能。
表8
Figure BSA0000094724990000062

Claims (5)

1.一种农机具触土部件非晶纳米晶耐磨涂层材料，其特征在于所述非晶纳米晶耐磨涂层材料由下列成份按不同重量百分比组成：0.50-5％的C，1.5-4％的Pb，1-3％的Cr，1-3％的Mo，2-12％的P，1-5％的Si，0.8-2.0％的A1，2-6％的B，余量为Fe。
2.一种农机具触土部件等离子喷涂方法，其特征在于在用等离子喷枪对工件进行喷涂时，电磁感应装置的磁场磁力线交替横向穿过由等离子喷枪喷出的喷涂金属材料雾滴流轴线方向。
3.一种适用于权利要求2的农机具触土部件等离子喷涂装置，包括等离子喷枪(5)，其特征在于在底板(3)上、位于等离子喷枪(5)下方配装结晶磁致振动器(4)，在底板(3)上、位于结晶磁致振动器(4)左、右侧部位处分别安装高度调节升降架(6)，套配线圈(1)的电磁铁(2)分别配装在左、右侧的高度调节升降架(6)上，导线将线圈(1)与电源装置(7)连通。
4.根据权利要求2所述的农机具触土部件等离子喷涂方法，其特征在于电磁感应装置的磁感应强度为100-1000GS，频率范围为1-30Hz。
5.根据权利要求3所述的农机具触土部件等离子喷涂装置，其特征在于所述结晶磁致振动器(4)的振动频率为10-70Hz。
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