CN104789906A - 一种用于液压缸的耐磨金属涂层及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于液压缸的耐磨金属涂层及其制备方法，该用于液压缸的耐磨金属涂层的组分按质量百分比为：碳：0.25-0.27%，镁：1.26-1.28%，硅：2.25-2.28%，钒：1.23-1.25%，镍：17.33-17.35%，锰：0.13-0.15%，钪：0.22-0.25%，铜：2.84-2.86%，硒：2.56-2.58%，钨：0.72-0.74%，钛：2.72-2.75%，锆：0.42-0.45%，镧：2.45-2.48%，钕：3.54-3.56%，钷：2.33-2.35%，铕：1.22-1.24%，钆：4.42-4.45%，助剂：3.21-3.24%，余量为铁。
Description
技术领域
本发明属于液压缸领域，涉及一种用于液压缸的耐磨金属涂层及其制备方法。
背景技术
随着社会的发展，在重型行业中对于液压缸的运用尤其重要，不仅是由于液压缸工作稳定，使用寿命长，经济效益高，但是液压缸对于环境的要求也非常严格，尤其是处于具有腐蚀性气体或液体的氛围中，并且液压缸表面磨损严重，严重影响到液压缸的使用寿命和外形的美观，所以需要一种具有耐摩擦能力强的液压缸，增加其使用寿命，节约成本。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种用于液压缸的耐磨金属涂层及其制备方法，该涂层不仅强度高，韧性好，耐震动，耐摩擦能力强，耐腐蚀，提高液压缸的耐腐蚀性能，吸附性好，不易脱落，增加液压缸的用寿命长，并且还提供其制备方法，方法简单，提高生产效率。
为了解决以上技术问题，本发明提供一种用于液压缸的耐磨金属涂层，该用于液压缸的耐磨金属涂层的组分按质量百分比为：碳：0.25-0.27%，镁：1.26-1.28%，硅：2.25-2.28%，钒：1.23-1.25%，镍：17.33-17.35%，锰：0.13-0.15%，钪：0.22-0.25%，铜：2.84-2.86%，硒：2.56-2.58%，钨：0.72-0.74%，钛：2.72-2.75%，锆：0.42-0.45%，镧：2.45-2.48%，钕：3.54-3.56%，钷：2.33-2.35%，铕：1.22-1.24%，钆：4.42-4.45%，助剂：3.21-3.24%，余量为铁；
助剂的组分按重量份数计为：石墨粉：3-5份，石英：6-8份，高岭石：3-5份，去离子水：30-45份，金刚石粉：5-7份，二氧化钛：1-3份，粘土：20-25份；
助剂的制备方法为：将石墨粉、石英和高岭石混合粉碎，过70目筛，得到粉末A，然后金刚石粉、粘土和二氧化钛混合粉碎，过70目筛，得到粉末B，将粉末A与粉末B以3:2的比例搅拌混合，搅拌10-15分钟，然后加入去离子水搅拌反应40-50分钟，然后过滤，干燥，粉碎，过100目筛，在氦气氛围下，加热至950-960℃下煅烧2-3个小时后，空冷至室温，然后粉碎，过120目筛，即可得到助剂。
本发明还提供用于液压缸的耐磨金属涂层的制备方法，具体制备方法如下：
步骤（1）：将碳、镁、硅、钒、镍、锰、钪、铜、硒、钨、钛、锆和铁元素放入熔炼炉中，然后将炉温升至750-760℃后，保温1-3小时，然后将温度升至1250-1260℃，放入镧、钕、钷、铕和钆稀土元素，搅拌均匀，保温3-5小时，然后空冷至450-460℃，再空冷至室温；
步骤（2）：经过 LF炉精炼，将温度增加至1420-1430℃，并放入助剂，保温3-5h，全程吹氮气搅拌，然后将温度降至为870-880℃；然后水冷以7-10℃/s的速度冷却至320-330℃，然后空冷至室温；
步骤（3）：将步骤（2）得到的金属放入球磨机中，将温度增加至420-450℃，保温1-3小时，然后启动球磨机磨粉，再将温度增加至820-830℃，保温1-2小时，在降低至550-560℃，粉碎，过100目筛，得粉末颗粒B；
步骤（4）：将步骤（3）中的粉末颗粒B喷涂至液压缸表面厚度为1-3mm，然后加热至850-870℃，保温1-2小时，再将温度降至320-350℃，保温1-2小时，空冷至室温即可。
本发明进一步限定的技术方案是：
前述的用于液压缸的耐磨金属涂层，该用于液压缸的耐磨金属涂层的组分按质量百分比为：碳：0.25%，镁：1.26%，硅：2.25%，钒：1.23%，镍：17.33%，锰：0.13%，钪：0.22%，铜：2.84%，硒：2.56%，钨：0.72%，钛：2.72%，锆：0.42%，镧：2.45%，钕：3.54%，钷：2.33%，铕：1.22%，钆：4.42%，助剂：3.21%，余量为铁；
助剂的组分按重量份数计为：石墨粉：3份，石英：6份，高岭石：3份，去离子水：30份，金刚石粉：5份，二氧化钛：1份，粘土：20份；
助剂的制备方法为：将石墨粉、石英和高岭石混合粉碎，过70目筛，得到粉末A，然后金刚石粉、粘土和二氧化钛混合粉碎，过70目筛，得到粉末B，将粉末A与粉末B以3:2的比例搅拌混合，搅拌10分钟，然后加入去离子水搅拌反应40分钟，然后过滤，干燥，粉碎，过100目筛，在氦气氛围下，加热至950℃下煅烧2个小时后，空冷至室温，然后粉碎，过120目筛，即可得到助剂。
前述的用于液压缸的耐磨金属涂层，该用于液压缸的耐磨金属涂层的组分按质量百分比为：碳：0.27%，镁：1.28%，硅：2.28%，钒：1.25%，镍：17.35%，锰：0.15%，钪：0.25%，铜：2.86%，硒：2.58%，钨：0.74%，钛：2.75%，锆：0.45%，镧：2.48%，钕：3.56%，钷：2.35%，铕：1.24%，钆：4.45%，助剂：3.24%，余量为铁；
助剂的组分按重量份数计为：石墨粉：5份，石英：8份，高岭石：5份，去离子水：45份，金刚石粉：7份，二氧化钛：3份，粘土：25份；
助剂的制备方法为：将石墨粉、石英和高岭石混合粉碎，过70目筛，得到粉末A，然后金刚石粉、粘土和二氧化钛混合粉碎，过70目筛，得到粉末B，将粉末A与粉末B以3:2的比例搅拌混合，搅拌15分钟，然后加入去离子水搅拌反应50分钟，然后过滤，干燥，粉碎，过100目筛，在氦气氛围下，加热至960℃下煅烧3个小时后，空冷至室温，然后粉碎，过120目筛，即可得到助剂。
前述的用于液压缸的耐磨金属涂层，该用于液压缸的耐磨金属涂层的组分按质量百分比为：碳：0.26%，镁：1.27%，硅：2.26%，钒：1.24%，镍：17.34%，锰：0.14%，钪：0.23%，铜：2.85%，硒：2.57%，钨：0.73%，钛：2.74%，锆：0.43%，镧：2.47%，钕：3.55%，钷：2.34%，铕：1.23%，钆：4.43%，助剂：3.22%，余量为铁；
助剂的组分按重量份数计为：石墨粉：4份，石英：7份，高岭石：4份，去离子水：35份，金刚石粉：6份，二氧化钛：2份，粘土：24份；
助剂的制备方法为：将石墨粉、石英和高岭石混合粉碎，过70目筛，得到粉末A，然后金刚石粉、粘土和二氧化钛混合粉碎，过70目筛，得到粉末B，将粉末A与粉末B以3:2的比例搅拌混合，搅拌14分钟，然后加入去离子水搅拌反应45分钟，然后过滤，干燥，粉碎，过100目筛，在氦气氛围下，加热至955℃下煅烧2.8个小时后，空冷至室温，然后粉碎，过120目筛，即可得到助剂。
本发明的有益效果是：该涂层不仅强度高，韧性好，耐震动，耐摩擦能力强，耐腐蚀，提高液压缸的耐摩擦能力，吸附性好，不易脱落，增加液压缸的用寿命长，并且还提供其制备方法，方法简单，提高生产效率；其中涂层中加入钒元素，能提高耐腐蚀性和强度，加入钨元素，在热处理中能细化晶粒，可加大其强度、韧性、抗腐蚀、耐磨和承受冲击负荷的等，加入钛和铜元素，能细化晶粒和降低其过热敏感性及回火脆性，提高强度，可提高抗大气腐蚀及高温下抗氢、氮、氨腐蚀，加入镍元素，能提高其耐磨才能力和增加其强度，提高其熔点，增加抗高温的能力和抗氧化能力；并且加入稀土元素中的镧、钕、钷、铕、钆元素，能在热处理过程中细化晶粒，形成致密的晶体结构，增加涂层的强度和耐摩擦性能，并且还在涂层中添加助剂，在助剂中添加了石墨粉、金刚石粉和二氧化钛等，能在生产过程中起到催化剂的作用，提高生产效率和增加涂层的强度和耐腐蚀性能。
具体实施方式
实施例1
本实施例提供的一种用于液压缸的耐磨金属涂层，该用于液压缸的耐磨金属涂层的组分按质量百分比为：碳：0.25%，镁：1.26%，硅：2.25%，钒：1.23%，镍：17.33%，锰：0.13%，钪：0.22%，铜：2.84%，硒：2.56%，钨：0.72%，钛：2.72%，锆：0.42%，镧：2.45%，钕：3.54%，钷：2.33%，铕：1.22%，钆：4.42%，助剂：3.21%，余量为铁；
助剂的组分按重量份数计为：石墨粉：3份，石英：6份，高岭石：3份，去离子水：30份，金刚石粉：5份，二氧化钛：1份，粘土：20份；
助剂的制备方法为：将石墨粉、石英和高岭石混合粉碎，过70目筛，得到粉末A，然后金刚石粉、粘土和二氧化钛混合粉碎，过70目筛，得到粉末B，将粉末A与粉末B以3:2的比例搅拌混合，搅拌10分钟，然后加入去离子水搅拌反应40分钟，然后过滤，干燥，粉碎，过100目筛，在氦气氛围下，加热至950℃下煅烧2个小时后，空冷至室温，然后粉碎，过120目筛，即可得到助剂。
本实施例还提供用于液压缸的耐磨金属涂层的制备方法，具体制备方法如下：
步骤（1）：将碳、镁、硅、钒、镍、锰、钪、铜、硒、钨、钛、锆和铁元素放入熔炼炉中，然后将炉温升至750℃后，保温1小时，然后将温度升至1250℃，放入镧、钕、钷、铕和钆稀土元素，搅拌均匀，保温3小时，然后空冷至450℃，再空冷至室温；
步骤（2）：经过 LF炉精炼，将温度增加至1420℃，并放入助剂，保温3h，全程吹氮气搅拌，然后将温度降至为870℃；然后水冷以7℃/s的速度冷却至320℃，然后空冷至室温；
步骤（3）：将步骤（2）得到的金属放入球磨机中，将温度增加至420℃，保温1小时，然后启动球磨机磨粉，再将温度增加至820℃，保温1小时，在降低至550℃，粉碎，过100目筛，得粉末颗粒B；
步骤（4）：将步骤（3）中的粉末颗粒B喷涂至液压缸表面厚度为1mm，然后加热至850℃，保温1小时，再将温度降至320℃，保温1小时，空冷至室温即可。
实施例2
本实施例提供的一种用于液压缸的耐磨金属涂层，该用于液压缸的耐磨金属涂层的组分按质量百分比为：碳：0.27%，镁：1.28%，硅：2.28%，钒：1.25%，镍：17.35%，锰：0.15%，钪：0.25%，铜：2.86%，硒：2.58%，钨：0.74%，钛：2.75%，锆：0.45%，镧：2.48%，钕：3.56%，钷：2.35%，铕：1.24%，钆：4.45%，助剂：3.24%，余量为铁；
助剂的组分按重量份数计为：石墨粉：5份，石英：8份，高岭石：5份，去离子水：45份，金刚石粉：7份，二氧化钛：3份，粘土：25份；
助剂的制备方法为：将石墨粉、石英和高岭石混合粉碎，过70目筛，得到粉末A，然后金刚石粉、粘土和二氧化钛混合粉碎，过70目筛，得到粉末B，将粉末A与粉末B以3:2的比例搅拌混合，搅拌15分钟，然后加入去离子水搅拌反应50分钟，然后过滤，干燥，粉碎，过100目筛，在氦气氛围下，加热至960℃下煅烧3个小时后，空冷至室温，然后粉碎，过120目筛，即可得到助剂。
本实施例还提供用于液压缸的耐磨金属涂层的制备方法，具体制备方法如下：
步骤（1）：将碳、镁、硅、钒、镍、锰、钪、铜、硒、钨、钛、锆和铁元素放入熔炼炉中，然后将炉温升至760℃后，保温3小时，然后将温度升至1260℃，放入镧、钕、钷、铕和钆稀土元素，搅拌均匀，保温5小时，然后空冷至460℃，再空冷至室温；
步骤（2）：经过 LF炉精炼，将温度增加至1430℃，并放入助剂，保温5h，全程吹氮气搅拌，然后将温度降至为880℃；然后水冷以10℃/s的速度冷却至330℃，然后空冷至室温；
步骤（3）：将步骤（2）得到的金属放入球磨机中，将温度增加至450℃，保温3小时，然后启动球磨机磨粉，再将温度增加至830℃，保温2小时，在降低至560℃，粉碎，过100目筛，得粉末颗粒B；
步骤（4）：将步骤（3）中的粉末颗粒B喷涂至液压缸表面厚度为3mm，然后加热至870℃，保温2小时，再将温度降至350℃，保温2小时，空冷至室温即可。
实施例3
本实施例提供的一种用于液压缸的耐磨金属涂层，该用于液压缸的耐磨金属涂层的组分按质量百分比为：碳：0.26%，镁：1.27%，硅：2.26%，钒：1.24%，镍：17.34%，锰：0.14%，钪：0.23%，铜：2.85%，硒：2.57%，钨：0.73%，钛：2.74%，锆：0.43%，镧：2.47%，钕：3.55%，钷：2.34%，铕：1.23%，钆：4.43%，助剂：3.22%，余量为铁；
助剂的组分按重量份数计为：石墨粉：4份，石英：7份，高岭石：4份，去离子水：35份，金刚石粉：6份，二氧化钛：2份，粘土：24份；
助剂的制备方法为：将石墨粉、石英和高岭石混合粉碎，过70目筛，得到粉末A，然后金刚石粉、粘土和二氧化钛混合粉碎，过70目筛，得到粉末B，将粉末A与粉末B以3:2的比例搅拌混合，搅拌14分钟，然后加入去离子水搅拌反应45分钟，然后过滤，干燥，粉碎，过100目筛，在氦气氛围下，加热至955℃下煅烧2.8个小时后，空冷至室温，然后粉碎，过120目筛，即可得到助剂。
本实施例还提供用于液压缸的耐磨金属涂层的制备方法，具体制备方法如下：
步骤（1）：将碳、镁、硅、钒、镍、锰、钪、铜、硒、钨、钛、锆和铁元素放入熔炼炉中，然后将炉温升至755℃后，保温2小时，然后将温度升至1253℃，放入镧、钕、钷、铕和钆稀土元素，搅拌均匀，保温4小时，然后空冷至456℃，再空冷至室温；
步骤（2）：经过 LF炉精炼，将温度增加至1427℃，并放入助剂，保温4h，全程吹氮气搅拌，然后将温度降至为876℃；然后水冷以8℃/s的速度冷却至326℃，然后空冷至室温；
步骤（3）：将步骤（2）得到的金属放入球磨机中，将温度增加至427℃，保温2小时，然后启动球磨机磨粉，再将温度增加至826℃，保温2小时，在降低至557℃，粉碎，过100目筛，得粉末颗粒B；
步骤（4）：将步骤（3）中的粉末颗粒B喷涂至液压缸表面厚度为2mm，然后加热至858℃，保温1小时，再将温度降至328℃，保温2小时，空冷至室温即可。
以上实施例中制造的涂层不仅强度高，韧性好，耐震动，耐摩擦能力强，耐腐蚀，提高液压缸的耐摩擦能力，吸附性好，不易脱落，增加液压缸的用寿命长，并且还提供其制备方法，方法简单，提高生产效率。
以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。
Claims (5)
1.一种用于液压缸的耐磨金属涂层，其特征在于：该用于液压缸的耐磨金属涂层的组分按质量百分比为：碳：0.25-0.27%，镁：1.26-1.28%，硅：2.25-2.28%，钒：1.23-1.25%，镍：17.33-17.35%，锰：0.13-0.15%，钪：0.22-0.25%，铜：2.84-2.86%，硒：2.56-2.58%，钨：0.72-0.74%，钛：2.72-2.75%，锆：0.42-0.45%，镧：2.45-2.48%，钕：3.54-3.56%，钷：2.33-2.35%，铕：1.22-1.24%，钆：4.42-4.45%，助剂：3.21-3.24%，余量为铁；
所述助剂的组分按重量份数计为：石墨粉：3-5份，石英：6-8份，高岭石：3-5份，去离子水：30-45份，金刚石粉：5-7份，二氧化钛：1-3份，粘土：20-25份；
所述助剂的制备方法为：将石墨粉、石英和高岭石混合粉碎，过70目筛，得到粉末A，然后金刚石粉、粘土和二氧化钛混合粉碎，过70目筛，得到粉末B，将粉末A与粉末B以3:2的比例搅拌混合，搅拌10-15分钟，然后加入去离子水搅拌反应40-50分钟，然后过滤，干燥，粉碎，过100目筛，在氦气氛围下，加热至950-960℃下煅烧2-3个小时后，空冷至室温，然后粉碎，过120目筛，即可得到助剂。
2.根据权利要求1所述的用于液压缸的耐磨金属涂层，其特征在于：该用于液压缸的耐磨金属涂层的组分按质量百分比为：碳：0.25%，镁：1.26%，硅：2.25%，钒：1.23%，镍：17.33%，锰：0.13%，钪：0.22%，铜：2.84%，硒：2.56%，钨：0.72%，钛：2.72%，锆：0.42%，镧：2.45%，钕：3.54%，钷：2.33%，铕：1.22%，钆：4.42%，助剂：3.21%，余量为铁；
所述助剂的组分按重量份数计为：石墨粉：3份，石英：6份，高岭石：3份，去离子水：30份，金刚石粉：5份，二氧化钛：1份，粘土：20份；
所述助剂的制备方法为：将石墨粉、石英和高岭石混合粉碎，过70目筛，得到粉末A，然后金刚石粉、粘土和二氧化钛混合粉碎，过70目筛，得到粉末B，将粉末A与粉末B以3:2的比例搅拌混合，搅拌10分钟，然后加入去离子水搅拌反应40分钟，然后过滤，干燥，粉碎，过100目筛，在氦气氛围下，加热至950℃下煅烧2个小时后，空冷至室温，然后粉碎，过120目筛，即可得到助剂。
3.根据权利要求1所述的用于液压缸的耐磨金属涂层，其特征在于：该用于液压缸的耐磨金属涂层的组分按质量百分比为：碳：0.27%，镁：1.28%，硅：2.28%，钒：1.25%，镍：17.35%，锰：0.15%，钪：0.25%，铜：2.86%，硒：2.58%，钨：0.74%，钛：2.75%，锆：0.45%，镧：2.48%，钕：3.56%，钷：2.35%，铕：1.24%，钆：4.45%，助剂：3.24%，余量为铁；
所述助剂的组分按重量份数计为：石墨粉：5份，石英：8份，高岭石：5份，去离子水：45份，金刚石粉：7份，二氧化钛：3份，粘土：25份；
所述助剂的制备方法为：将石墨粉、石英和高岭石混合粉碎，过70目筛，得到粉末A，然后金刚石粉、粘土和二氧化钛混合粉碎，过70目筛，得到粉末B，将粉末A与粉末B以3:2的比例搅拌混合，搅拌15分钟，然后加入去离子水搅拌反应50分钟，然后过滤，干燥，粉碎，过100目筛，在氦气氛围下，加热至960℃下煅烧3个小时后，空冷至室温，然后粉碎，过120目筛，即可得到助剂。
4.根据权利要求1所述的用于液压缸的耐磨金属涂层，其特征在于：该用于液压缸的耐磨金属涂层的组分按质量百分比为：碳：0.26%，镁：1.27%，硅：2.26%，钒：1.24%，镍：17.34%，锰：0.14%，钪：0.23%，铜：2.85%，硒：2.57%，钨：0.73%，钛：2.74%，锆：0.43%，镧：2.47%，钕：3.55%，钷：2.34%，铕：1.23%，钆：4.43%，助剂：3.22%，余量为铁；
所述助剂的组分按重量份数计为：石墨粉：4份，石英：7份，高岭石：4份，去离子水：35份，金刚石粉：6份，二氧化钛：2份，粘土：24份；
所述助剂的制备方法为：将石墨粉、石英和高岭石混合粉碎，过70目筛，得到粉末A，然后金刚石粉、粘土和二氧化钛混合粉碎，过70目筛，得到粉末B，将粉末A与粉末B以3:2的比例搅拌混合，搅拌14分钟，然后加入去离子水搅拌反应45分钟，然后过滤，干燥，粉碎，过100目筛，在氦气氛围下，加热至955℃下煅烧2.8个小时后，空冷至室温，然后粉碎，过120目筛，即可得到助剂。
5.一种用于液压缸的耐磨金属涂层的制备方法，其特征在于，具体制备方法如下：
步骤（1）：将碳、镁、硅、钒、镍、锰、钪、铜、硒、钨、钛、锆和铁元素放入熔炼炉中，然后将炉温升至750-760℃后，保温1-3小时，然后将温度升至1250-1260℃，放入镧、钕、钷、铕和钆稀土元素，搅拌均匀，保温3-5小时，然后空冷至450-460℃，再空冷至室温；
步骤（2）：经过 LF炉精炼，将温度增加至1420-1430℃，并放入助剂，保温3-5h，全程吹氮气搅拌，然后将温度降至为870-880℃；然后水冷以7-10℃/s的速度冷却至320-330℃，然后空冷至室温；
步骤（3）：将步骤（2）得到的金属放入球磨机中，将温度增加至420-450℃，保温1-3小时，然后启动球磨机磨粉，再将温度增加至820-830℃，保温1-2小时，在降低至550-560℃，粉碎，过100目筛，得粉末颗粒B；
步骤（4）：将步骤（3）中的粉末颗粒B喷涂至液压缸表面厚度为1-3mm，然后加热至850-870℃，保温1-2小时，再将温度降至320-350℃，保温1-2小时，空冷至室温即可。
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