CN104357787A - 一种螺杆再制造工艺 - Google Patents

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程敬卿
薛卫昌
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    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
    • C23C4/04—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the coating material
    • C23C4/06—Metallic material

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Abstract

本发明涉及一种螺杆再制造工艺，包括以下工艺步骤：(1)前期处理：a)脱脂、除油；b)除锈；c)磷化；d)喷砂；(2)喷涂：采用等离子喷涂设备在螺杆上喷涂Ni45-ZrO2材料形成涂层；(3)后期处理。本发明解决了传统涂层耐磨性较差、耐腐蚀性较低的问题，改善了材料表面涂层的微观组织、结构，使涂层硬度提高了40％，韧性提高100％，弹性模量提高了8.5％～14.4％，从而整体提高材料表面的耐磨性能、韧性，同时也对提高改善性的综合力学性能有显著的作用。本发明将Ni45-ZrO2应用到螺杆上，提高了螺杆的耐磨性、耐腐蚀性，延长了螺杆的使用寿命，实现了螺杆的再制造和使用，降低了设备使用的成本。

Description

一种螺杆再制造工艺
技术领域
本发明涉及再制造技术领域，具体的说是一种螺杆再制造工艺。
背景技术
螺杆为外表面切有螺旋槽的圆柱或者切有锥面螺旋槽的圆锥，目前我国常用的螺杆材料有45号钢、40Cr、氨化钢、38CrMOAl，高温合金等。螺杆一般承受自重、扭矩、物料压力产生的轴向力P，螺杆一般是因长期磨损，螺杆与料筒的间隙过大不能正常挤出而报废，但也有因设计或操作不当产生的工作应力超过强度极限而破坏的例子。因此，螺杆也应满足一定的强度要求。螺杆的耐磨、耐腐蚀特性的研究一直是国内外学者研究的重点，国外有用碳化钛涂层的方法来提高螺杆表面的耐腐蚀能力，但根据实验结果得出其耐磨损能力不够好。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种螺杆再制造工艺，改善螺杆的耐磨性和耐腐蚀性能，避免资源的浪费。
本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
一种螺杆再制造工艺，包括以下工艺步骤：
(1)前期处理：
a)脱脂、除油；
b)除锈：除去螺杆表面的锈；
c)磷化：以提高螺杆与喷涂材料的附着力；
d)喷砂；
(2)喷涂：采用等离子喷涂设备在螺杆上喷涂Ni45-ZrO2材料形成涂层；
(3)后期处理：定制专用抛光带抛光处理。
所述喷涂参数为：工装转速为450r/min；火焰距离为36cm；送粉量控制电压为4v，火焰温度为7500℃；喷枪移动速度为0.01m/s；
气体流量：氩气和氮气均为2200L/H，氢气为470L/H；
设备气体压力：空气不低于0.6MPa，氢气不低于0.5MPa，氮气不低于0.2MPa，氩气不低于0.5MPa。
所述Ni45-ZrO2材料包括以下质量百分数的组分：Ni45为18％，ZrO2为79％，Al2O3为2％，微量元素1％，由于材料韧性比较高、硬度稍差，所以添加了2％Al2O3来提高硬度，使强度提高40％，并且韧性也得以增强。
所述微量元素包括C、Cr、Si、B、Fe。
本发明的有益效果是：本发明解决了传统涂层耐磨性较差、耐腐蚀性较低的问题，改善了材料表面涂层的微观组织、结构，使涂层硬度提高了40％，韧性提高100％，弹性模量提高了8.5％～14.4％，从而整体提高材料表面的耐磨性能、韧性，同时也对提高改善性的综合力学性能有显著的作用。本发明将Ni45-ZrO2应用到螺杆上，提高了螺杆的耐磨性、耐腐蚀性，延长了螺杆的使用寿命，实现了螺杆的再制造和使用，降低了设备使用的成本。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面对本发明进一步阐述。
实施例一：
一种螺杆再制造工艺，包括以下工艺步骤：
(1)前期处理：
a)脱脂、除油；
b)除锈：除去螺杆表面的锈；
c)磷化：以提高螺杆与喷涂材料的附着力；
d)喷砂；
(2)喷涂：采用等离子喷涂设备在螺杆上喷涂Ni45-ZrO2材料形成涂层；
(3)后期处理：定制专用抛光带抛光处理。
所述喷涂参数为：工装转速为450r/min；火焰距离为36cm；送粉量控制电压为4v，火焰温度为7500℃；喷枪移动速度为0.01m/s；
气体流量：氩气和氮气均为2200L/H，氢气为470L/H；
设备气体压力：空气不低于0.6MPa，氢气不低于0.5MPa，氮气不低于0.2MPa，氩气不低于0.5MPa。
所述Ni45-ZrO2材料包括以下质量百分数的组分：Ni45为18％，ZrO2为79％，Al2O3为2％，微量元素1％，由于材料韧性比较高、硬度稍差，所以添加了2％Al2O3来提高硬度，使强度提高40％，并且韧性也得以增强。
所述微量元素包括C、Cr、Si、B、Fe。
为了论证本发明的实际效果，特通过实验对实施例一实施后的螺杆涂层进行检测，检测结果的数据如下：
硬度(HRC) 涂层密度(g/cm3) 涂层厚度(mm)
72 6.30 1
由上述实验数据可知，本发明Ni45-ZrO2涂层的硬度达到HRC72，涂层厚度可达1毫米，涂层硬度高，韧性、结合强度有极大的提升。经过多次试验得出Ni45-ZrO2涂层的结合强度、组织的致密度较好，涂层密度在6.30g/cm3。因此，本发明能够改善螺杆的耐磨性、耐腐蚀性能，提高了螺杆的硬度，延长了螺杆的使用寿命。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受步骤实施例的限制，步骤实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1.一种螺杆再制造工艺，其特征在于：包括以下工艺步骤：
(1)前期处理：
a)脱脂、除油；
b)除锈；
c)磷化；
d)喷砂；
(2)喷涂：采用等离子喷涂设备在螺杆上喷涂Ni45-ZrO2材料形成涂层；
(3)后期处理：定制专用抛光带抛光处理。
2.根据权利要求1所述的一种螺杆再制造工艺，其特征在于：所述喷涂参数为：工装转速为450r/min；火焰距离为36cm；送粉量控制电压为4v，火焰温度为7500℃；喷枪移动速度为0.01m/s；
气体流量：氩气和氮气均为2200L/H，氢气为470L/H；
设备气体压力：空气不低于0.6MPa，氢气不低于0.5MPa，氮气不低于0.2MPa，氩气不低于0.5MPa。
3.根据权利要求1所述的一种螺杆再制造工艺，其特征在于：所述Ni45-ZrO2材料包括以下质量百分数的组分：Ni45为18％，ZrO2为79％，Al2O3为2％，微量元素1％。
4.根据权利要求3所述的一种塔轮再制造工艺，其特征在于：所述微量元素包括C、Cr、Si、B、Fe。
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Citations (3)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000054104A (ja) * 1998-08-10 2000-02-22 Nippon Piston Ring Co Ltd 耐摩耗性摺動部材
CN1431336A (zh) * 2003-01-17 2003-07-23 西安交通大学 铜或铜合金基体上镍基自熔合金涂层的制备方法
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Non-Patent Citations (2)

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Title
F.FERNANDES ET AL.: ""Influence of nanostructured ZrO2 additions on the wear resistance of Ni-based alloy coatings deposited by APS process"", 《WEAR》 *
河北召远合金焊条有限公司: "《中科商务网，http://www.zk71.com/sd-235115-10626994.html》", 12 October 2012 *

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