CN104233294A - 一种镍基合金强化层的电火花沉积方法 - Google Patents

一种镍基合金强化层的电火花沉积方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104233294A
CN104233294A CN201410472879.XA CN201410472879A CN104233294A CN 104233294 A CN104233294 A CN 104233294A CN 201410472879 A CN201410472879 A CN 201410472879A CN 104233294 A CN104233294 A CN 104233294A
Authority
CN
China
Prior art keywords
nickel
electric spark
strengthening layer
spark deposition
base alloy
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201410472879.XA
Other languages
English (en)
Inventor
朱忠良
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to CN201410472879.XA priority Critical patent/CN104233294A/zh
Publication of CN104233294A publication Critical patent/CN104233294A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Electroplating Methods And Accessories (AREA)

Abstract

本发明涉及一种镍基合金强化层的电火花沉积方法，所述方法包括如下步骤：用电火花沉积仪将镍基合金涂敷于钢表面，电火花沉积的工艺参数为：输出功率为200～400W，输出电压为50～150V，比强化时间为0.5～0.78min/cm2，保护气体流量为1.5～2.5L/min。采用本发明所述方法制备得到的镍基合金强化层的组织结构致密，缺陷少，摩擦系数低，耐磨性能优异，磨损量低。

Description

一种镍基合金强化层的电火花沉积方法
技术领域
本发明涉及一种钢的表面强化层的制备方法，具体涉及一种镍基合金强化层的电火花沉积方法。
背景技术
表面强化是改善机械零件和构件表面性能，提高疲劳强度和耐磨性能的工艺方法。表面强化有时还能提高耐腐蚀性能。承受载荷的零件表面常处于最大应力状态，并在不同的介质环境中工作。因此，零件的失效和破坏也大多发生在表面或从表面开始，如在零件表层引入一定的残余压应力，增加表面硬度，改善表层组织结构等，就能显著地提高零件的疲劳强度和耐磨性。
金属表面电火花沉积技术是近期发展起来的新技术，是在传统工艺基础上发展起来的新工艺。电火花沉积工艺是将电源存储的高能量电能，在金属电极(阳极)与金属母材(阴极)间瞬间高频释放，通过电极材料与母材间的空气电离，形成通道，使母材表面产生瞬间高温、高压微区；同时离子态的电极材料在微电场的作用下融渗到母材基体，形成冶金结合。经过电火花沉积处理的金属母材表层能形成高硬度、高耐磨、抗腐蚀和红硬性好的沉积层。它的力学性能和化学性能超过钢材的原始表面性能，从而显著提高设备及一些易磨损零件的使用寿命。电火花沉积工艺在工业生产的许多部门的应用日益广泛，其经济效益也日渐凸现。
由于镍基合金具有优异的耐磨、抗热、抗蚀和抗氧化等一系列性能，在工程中的应用日趋广泛。为获得高质量的电火花强化层，最大限度地提升强化层的性能，本发明以镍基合金电火花强化层为研究对象，研究了电火花沉积中的电参数、比强化时间和氩气流量等工艺参数对镍基合金强化层摩擦学性能的影响规律，提供了一种电火花沉积工艺，为合理地选择与控制电火花沉积工艺参数，制备高耐磨强化层提供理论依据和技术支持。
发明内容
本发明的目的在于提供一种镍基合金强化层的电火花沉积方法，所述方法得到的镍基合金强化层的摩擦系数低，且耐磨性能十分优异。
为了达到上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种镍基合金强化层的电火花沉积方法，所述方法包括如下步骤：
用电火花沉积仪将镍基合金涂敷于钢表面，电火花沉积的工艺参数为：
输出功率为200～400W，输出电压为50～150V，比强化时间为0.5～0.78min/cm2，保护气体流量为1.5～2.5L/min。
输出电压为50～150V，强化层的组织结构致密，摩擦系数低，磨损失重低，耐摩擦性能十分优异。所述输出电压例如为55V、60V、65V、70V、75V、80V、85V、90V、95V、100V、105V、110V、115V、120V、125V、130V、135V、140V或145V。为了避免强化层中气孔、微裂纹等缺陷的产生，提高镍基合金强化层的耐磨性能，选择输出电压为50～110V最为理想。
随着比强化时间的延长，强化层内反复遭受加热，冷却，加热的热循环，产生了很大的热应力和组织应力，导致强化层内热疲劳裂纹和孔洞的产生，故比强化时间的延长，造成强化层在摩擦过程中极易微观断裂而加剧磨损，所制备的强化层耐磨性能较低。本发明所述比强化时间为0.5～0.78min/cm2，选择该比强化时间，强化层的耐磨性能十分优异。所述比强化时间例如为0.53min/cm2、0.56min/cm2、0.59min/cm2、0.65min/cm2、0.7min/cm2、0.72min/cm2、0.74min/cm2或0.76min/cm2。
保护气体流量过小，不足以形成良好的保护，电火花沉积中镍基合金易氧化，影响强化层质量，故强化层磨损表面出现了严重的凹凸不平现象，并有大块剥落痕迹。保护气体流量过大，虽然避免了材料的氧化现象，但沉积过程中会在基体表面产生反弹后而形成紊流，并将空气卷入保护区后使强化层内部产生微裂纹及孔洞等缺陷，降低了强化层组织结构的致密性，故摩擦过程中造成微观断裂，加剧了磨损。本发明所述保护气体流量为1.5～2.5L/min，例如1.6L/min、1.7L/min、1.8L/min、1.9L/min、2.0L/min、2.1L/min、2.2L/min、2.3L/min、2.4L/min。当保护气体流量适量时(1.5～2.5L/min)，保护气体起到了良好的保护作用：一方面可有效地避免了强化层的氧化；另一方面，通过向强化点吹入具有冷却作用的保护气体流，使表面强化区域产生微观淬火强化效果，使强化层的组织致密均匀，气孔率小，结合强度高，故耐磨性能优异，其磨损机制主要是微观切削磨损。
所述输出功率为200～400W，例如220W、240W、260W、280W、300W、320W、340W、360W或380W。
优选地，所述保护气体为氮气、氩气、氦气或氩气中的任意一种或者至少两种的混合物，优选氩气。
优选地，所述输出电压为60～120V，优选70～110V，进一步优选100V。
优选地，所述比强化时间为0.55～0.75min/cm2，优选0.74min/cm2。
优选地，所述保护气体流量为1.65～2.35L/min，优选1.75～2.25L/min。
优选地，所述输出功率为250～350W，优选280～320W，进一步优选300W。
优选地，所述强化层的厚度为0.5～2mm，优选0.8～1.6mm，进一步优选1.2mm。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
采用本发明所述方法制备得到的镍基合金强化层的组织结构致密，缺陷少，摩擦系数低，耐磨性能优异，磨损量低。
具体实施方式
为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，本发明的典型但非限制性的实施例如下：
实施例1
一种镍基合金强化层的电火花沉积方法，所述方法包括如下步骤：
用电火花沉积仪将镍基合金涂敷于钢表面，电火花沉积的工艺参数为：
输出电压为50V，比强化时间为0.5min/cm2，保护气体流量为1.5L/min。所述保护气体为氮气，输出功率为200W，所述强化层的厚度为0.5mm。
实施例2
一种镍基合金强化层的电火花沉积方法，所述方法包括如下步骤：
用电火花沉积仪将镍基合金涂敷于钢表面，电火花沉积的工艺参数为：
输出电压为150V，比强化时间为0.78min/cm2，保护气体流量为2.5L/min。所述保护气体为氩气，输出功率为400W，所述强化层的厚度为2mm。
实施例3
一种镍基合金强化层的电火花沉积方法，所述方法包括如下步骤：
用电火花沉积仪将镍基合金涂敷于钢表面，电火花沉积的工艺参数为：
输出电压为100V，比强化时间为0.74min/cm2，保护气体流量为2L/min。所述保护气体为氦气，输出功率为300W，所述强化层的厚度为1mm。
实施例4
一种镍基合金强化层的电火花沉积方法，所述方法包括如下步骤：
用电火花沉积仪将镍基合金涂敷于钢表面，电火花沉积的工艺参数为：
输出电压为90V，比强化时间为0.65min/cm2，保护气体流量为1.8L/min。所述保护气体为氮气，输出功率为280W，所述强化层的厚度为1.2mm。
实施例5
一种镍基合金强化层的电火花沉积方法，所述方法包括如下步骤：
用电火花沉积仪将镍基合金涂敷于钢表面，电火花沉积的工艺参数为：
输出电压为85V，比强化时间为0.55min/cm2，保护气体流量为2.2L/min。所述保护气体为氮气，输出功率为350W，所述强化层的厚度为0.5mm。
摩擦学性能试验在HT-500型摩擦磨损试验机上进行。试验条件为室温(25℃)、滑动干摩擦，环境相对湿度为RH60％；载荷7.5N，速度为4m/s，试验时间为25min，上试样为直径为4mm的氮化硅陶瓷球，下试样为实施例1～5得到的镍基合金强化层。
如表1所示为镍基合金强化层测试结果
表1
应该注意到并理解，在不脱离后附的权利要求所要求的本发明的精神和范围的情况下，能够对上述详细描述的本发明做出各种修改和改进。因此，要求保护的技术方案的范围不受所给出的任何特定示范教导的限制。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细方法，但本发明并不局限于上述详细方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (7)

1.一种镍基合金强化层的电火花沉积方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
用电火花沉积仪将镍基合金涂敷于钢表面，电火花沉积的工艺参数为：
输出功率为200～400W，输出电压为50～150V，比强化时间为0.5～0.78min/cm2，保护气体流量为1.5～2.5L/min。
输出电压为80～110V，比强化时间为0.8～1.4min/cm2，保护气体流量为1.5～2.5L/min。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述保护气体为氮气、氩气、氦气或氩气中的任意一种或者至少两种的混合物，优选氩气。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述输出电压为60～120V，优选70～110V，进一步优选100V。
4.如权利要求1-3之一所述的方法，其特征在于，所述比强化时间为0.55～0.75min/cm2，优选0.74min/cm2。
5.如权利要求1-4之一所述的方法，其特征在于，所述保护气体流量为1.65～2.35L/min，优选1.75～2.25L/min。
6.如权利要求1-5之一所述的方法，其特征在于，所述输出功率为250～350W，优选280～320W，进一步优选300W。
7.如权利要求1-6之一所述的方法，其特征在于，所述强化层的厚度为0.5～2mm，优选0.8～1.6mm，进一步优选1.2mm。
CN201410472879.XA 2014-09-16 2014-09-16 一种镍基合金强化层的电火花沉积方法 Pending CN104233294A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410472879.XA CN104233294A (zh) 2014-09-16 2014-09-16 一种镍基合金强化层的电火花沉积方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410472879.XA CN104233294A (zh) 2014-09-16 2014-09-16 一种镍基合金强化层的电火花沉积方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN104233294A true CN104233294A (zh) 2014-12-24

Family

ID=52222167

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410472879.XA Pending CN104233294A (zh) 2014-09-16 2014-09-16 一种镍基合金强化层的电火花沉积方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104233294A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114836753A (zh) * 2022-06-20 2022-08-02 常州大学 一种在不锈钢上沉积金属钽涂层的方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104278271A (zh) * 2013-07-12 2015-01-14 无锡成博科技发展有限公司 一种镍基合金强化层的电火花沉积方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104278271A (zh) * 2013-07-12 2015-01-14 无锡成博科技发展有限公司 一种镍基合金强化层的电火花沉积方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
张平 等: "便携式电火花沉积镍基合金工艺", 《焊接学报》 *
谭业发 等: "电火花沉积工艺参数对镍基合金强化层摩擦学性能的影响", 《兵工学报》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114836753A (zh) * 2022-06-20 2022-08-02 常州大学 一种在不锈钢上沉积金属钽涂层的方法
CN114836753B (zh) * 2022-06-20 2023-10-27 常州大学 一种在不锈钢上沉积金属钽涂层的方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Xie et al. Titanium carbide coating with enhanced tribological properties obtained by EDC using partially sintered titanium electrodes and graphite powder mixed dielectric
CN105648386A (zh) 热喷涂氧化铝–氧化钇复合陶瓷涂层及其制备方法
CN100392143C (zh) 高温合金材料渗氮热处理工艺
Aladesanmi et al. Laser cladded Ti+ TiB2 on steel rail microstructural effect
CN112501569A (zh) 一种表面梯度高熵合金层及其制备方法
CN104278271A (zh) 一种镍基合金强化层的电火花沉积方法
Luo et al. The effects of coating parameters on the quality of TiB2–TiC composite phase coating on the surface of Cu–Cr–Zr alloy electrode
CN106498386A (zh) 一种激光熔覆铜表面复合涂层及其制备方法
CN107604299B (zh) 一种隔热涂层用的复合材料及其涂层制备方法
CN105906345A (zh) 一种具有TiB2表层的AlMgB14-TiB2超硬复合材料及其制备方法
CN104233294A (zh) 一种镍基合金强化层的电火花沉积方法
Verbitchi et al. Electro-spark coating with special materials
CN113215515B (zh) 一种镍基高温合金体积损伤多工艺复合再制造方法
CN110344052A (zh) 一种在高纯钛表面制备超硬Ti10CoCrNiFeNbx高熵合金涂层的方法
CN113584416A (zh) 一种用于TiAl合金表面的TiAlCr抗氧化涂层及其制备方法
CN110605456A (zh) 一种钛合金cmt—热处理复合增材制造方法
CN104120245A (zh) 一种真空灭弧室用CuCr触头材料表面处理方法
CN102888583B (zh) 一种CoNiCrAlY涂层及其制备方法和应用
CN113621862B (zh) 一种高硬度Al-Cr-Ti-V-Cu轻质高熵合金及其制备方法
CN106191751B (zh) 碳‐碳复合材料工装表面制抗氧化涂层的方法及所制工装
Gao et al. Microstructure and properties of AlCoCrNiFe high-entropy alloy sintered by hot oscillating pressing
Yue et al. Tribological properties of electrospark depositing Ni-WS2 self-lubricating coating
CN108728693A (zh) 一种镍铪中间合金及其制备方法
CN110541152A (zh) 一种钽/钢双金属复合材料及其制备方法
CN109457087A (zh) 一种在金属表面制备金属间化合物涂层的工艺方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20141224