CN106283046A - 一种铝合金Cr‑Mn‑Si‑C‑Ni‑Cu‑Al耐磨涂层的方法 - Google Patents

一种铝合金Cr‑Mn‑Si‑C‑Ni‑Cu‑Al耐磨涂层的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106283046A
CN106283046A CN201611015134.6A CN201611015134A CN106283046A CN 106283046 A CN106283046 A CN 106283046A CN 201611015134 A CN201611015134 A CN 201611015134A CN 106283046 A CN106283046 A CN 106283046A
Authority
CN
China
Prior art keywords
wear
aluminum alloy
resistant coating
base material
aluminum
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
CN201611015134.6A
Other languages
English (en)
Inventor
张达明
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.)
Wuxi Mingsheng Textile Machinery Co Ltd
Original Assignee
Wuxi Mingsheng Textile Machinery Co Ltd
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 Wuxi Mingsheng Textile Machinery Co Ltd filed Critical Wuxi Mingsheng Textile Machinery Co Ltd
Priority to CN201611015134.6A priority Critical patent/CN106283046A/zh
Publication of CN106283046A publication Critical patent/CN106283046A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • 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
    • C23C24/00—Coating starting from inorganic powder
    • C23C24/08—Coating starting from inorganic powder by application of heat or pressure and heat
    • C23C24/10—Coating starting from inorganic powder by application of heat or pressure and heat with intermediate formation of a liquid phase in the layer
    • C23C24/103—Coating with metallic material, i.e. metals or metal alloys, optionally comprising hard particles, e.g. oxides, carbides or nitrides
    • C23C24/106—Coating with metal alloys or metal elements only

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)
  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)

Abstract

本发明公开了一种铝合金Cr‑Mn‑Si‑C‑Ni‑Cu‑Al耐磨涂层的方法，其包括：(1)将铝合金基材喷砂粗化处理，粗糙度大于Ra25；(2)将喷砂粗化处理后的铝合金基材除去表面杂质；(3)将Cr 10‑14wt％，Mn 3‑4wt％，Si 3.75‑4.75wt％，C 0.65‑0.75wt％，Ni 4‑7wt％、Cu 0.5‑3wt％和余量铝的复合粉末混合均匀，研磨后调配成料浆；(4)将所述料浆均匀的涂覆于铝合金基材表面，在100‑140℃下干燥；(5)采用激光熔覆，其激光功率为2‑10kW，光斑宽度3‑10mm，扫描速度2‑5mm/s，将所述熔覆，得到熔覆于铝合金表面的Cr‑Mn‑Si‑C‑Ni‑Cu‑Al耐磨涂层。本发明通过激光熔覆，在铝合金表面熔覆一层Cr‑Mn‑Si‑C‑Ni‑Cu‑Al耐磨涂层，其硬度大于345HV0.2，较基体铝合金性能提高5倍以上，大大增加了铝合金的耐磨性能。

Description

一种铝合金Cr-Mn-Si-C-Ni-Cu-Al耐磨涂层的方法
技术领域
本发明涉及材料技术领域，尤其涉及一种铝合金Cr-Mn-Si-C-Ni-Cu-Al耐磨涂层的方法。
背景技术
材料学科学家及工程技术人员一直对铝基材料进行不断深入的研究，铝基材料也由传统的铸造铝合金发展到改性铝合金和铝基复合材料。铝基复合材料使得铝合金的耐磨性和强度等综合机械性能到了大幅度提高。然而，铝基材料熔点低、硬度低和耐磨性差的缺陷仍没有得到根本的克服，这在很大程度上限制了铝合金的应用范围。多年来，为了克服铝合金的不足，铝合金的整体改性和表面改性一直是人们努力的方向。
激光熔覆技术具有很多优点及激光熔覆涂层的优异性能，各国学者和技术人员均在不断地对其进行深入研究，不断地开拓其应用领域。随着材料科学、计算机应用科学、自动控制技术及激光熔覆技术自身的发展，激光熔覆技术在工业领域的多个方面已获得应用或者存在巨大潜在应用。
通过在普通材料表面激光熔覆具有特定性能的异质村料，可以获得具有特定性能的优质涂层，达到对普通材料表面改性的目的，延长零部件使用寿命，扩大普通材料的使用范围。这种表面改性包括改善材料表面的强度、耐磨性、耐腐蚀性(包括酸、碱、盐腐蚀及气体腐蚀)及耐高温性等。
但铝合金在空气中极易被氧化，在表面生成一层氧化膜。铝合金表面的氧化膜的熔点很髙，不易熔化，且其比重比铝大，因而就会在激光熔覆产生的熔池中下沉，在界面上形成夹杂或者气孔，影响熔覆质量。要想获得高质量的涂层，就想要办法尽量除去氧化膜。目前去除Al2O3的方法有机械法、自造渣元素法及综合法等。这几种方法中，综合法操作较为复杂，不适应大规模的生产应用，主要局限于实验室研究；机械法因为其操作简单，应用较广泛，但去除氧化膜不彻底，效果不理想；自造渣元素法目前已经在工业生产中得到成功应用。因此铝合金表面进行激光熔覆还有难以克服的缺陷。
发明内容
本发明的目的在于提出一种铝合金Cr-Mn-Si-C-Ni-Cu-Al耐磨涂层的方法，能够大幅提高铝合金的耐磨性能。
本发明的在先申请提出了一种“一种铝合金激光熔覆Si-Cr-B-W-Al耐磨涂层的方法”，其在铝合金表面熔覆一层Si-Cr-B-W-Al耐磨涂层，大大提高了铝合金的耐磨性能。但由于其采用W，其加工困难、熔融共混也存在一定难度，因此本发明对其进行改进，以找到替换W的物质。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种铝合金Cr-Mn-Si-C-Ni-Cu-Al耐磨涂层的方法，其包括：
(1)将铝合金基材喷砂粗化处理，粗糙度大于Ra25；
(2)将喷砂粗化处理后的铝合金基材除去表面杂质；
(3)将Cr 10-14wt％，Mn 3-4wt％，Si 3.75-4.75wt％，C 0.65-0.75wt％，Ni4-7wt％、Cu 0.5-3wt％和余量铝的复合粉末混合均匀，研磨后调配成料浆；
(4)将所述料浆均匀的涂覆于铝合金基材表面，在100-140℃下干燥；
(5)采用激光熔覆，其激光功率为2-10kW，光斑宽度3-10mm，扫描速度2-5mm/s，将所述熔覆，得到熔覆于铝合金表面的Cr-Mn-Si-C-Ni-Cu-Al耐磨涂层。
本发明的涂层中，铜的加入，使得合金具有优良的减摩作用，同时在熔覆层与铝合金基材表面形成稳定的金属间化合物Al2Cu和Al2Cu3等，提供了优良的结合强度。
本发明的耐磨金属涂层中，通过加入Si，在激光熔覆时，会生成SiC相，以及部分Cr2O3相，能够大幅提高涂层的耐磨性能。
本发明所述的耐磨涂层厚度，本领域技术人员可以根据铝合金基体应用环境的磨损情况来具体选择，如果磨损严重，则涂层厚一些，如果磨损没有特别严重，就可以薄一些。本发明不再就耐磨涂层的厚度进行特别限定。
本发明通过激光熔覆，在铝合金表面熔覆一层Cr-Mn-Si-C-Ni-Cu-Al耐磨涂层，其硬度大于340HV0.2，较基体铝合金性能提高5倍以上。大大增加了铝合金的耐磨性能。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
实施例1
一种铝合金Cr-Mn-Si-C-Ni-Cu-Al耐磨涂层的方法，其包括：
(1)将铝合金基材喷砂粗化处理，粗糙度大于Ra25；
(2)将喷砂粗化处理后的铝合金基材除去表面杂质；
(3)将Cr 10wt％，Mn 3wt％，Si 3.75wt％，C 0.6wt％，Ni 4wt％、Cu 0.5wt％和余量铝和余量铝的复合粉末混合均匀，研磨后调配成料浆；
(4)将所述料浆均匀的涂覆于铝合金基材表面，在100℃下干燥；
(5)采用激光熔覆，其激光功率为2kW，光斑宽度3mm，扫描速度2mm/s，将所述熔覆，得到熔覆于铝合金表面的Cr-Mn-Si-C-Ni-Cu-Al耐磨涂层。
本实施例通过激光熔覆，在铝合金表面熔覆一层Cr-Mn-Si-C-Ni-Cu-Al耐磨涂层，其硬度为348HV0.2。
实施例2
一种铝合金Cr-Mn-Si-C-Ni-Cu-Al耐磨涂层的方法，其包括：
(1)将铝合金基材喷砂粗化处理，粗糙度大于Ra25；
(2)将喷砂粗化处理后的铝合金基材除去表面杂质；
(3)将Cr 14wt％，Mn 4wt％，Si 4.75wt％，C 0.75wt％，Ni 7wt％、Cu 3wt％和余量铝的复合粉末混合均匀，研磨后调配成料浆；
(4)将所述料浆均匀的涂覆于铝合金基材表面，在140℃下干燥；
(5)采用激光熔覆，其激光功率为10kW，光斑宽度10mm，扫描速度5mm/s，将所述熔覆，得到熔覆于铝合金表面的Cr-Mn-Si-C-Ni-Cu-Al耐磨涂层。
本实施例通过激光熔覆，在铝合金表面熔覆一层Cr-Mn-Si-C-Ni-Cu-Al耐磨涂层，其硬度位354HV0.2。
实施例3
一种铝合金Cr-Mn-Si-C-Ni-Cu-Al耐磨涂层的方法，其包括：
(1)将铝合金基材喷砂粗化处理，粗糙度大于Ra25；
(2)将喷砂粗化处理后的铝合金基材除去表面杂质；
(3)将Cr 11wt％，Mn 4wt％，Si 4wt％，C 0.7wt％，Ni5wt％、Cu1wt％和余量铝的复合粉末混合均匀，研磨后调配成料浆；
(4)将所述料浆均匀的涂覆于铝合金基材表面，在100℃下干燥；
(5)采用激光熔覆，其激光功率为6kW，光斑宽度4mm，扫描速度3mm/s，将所述熔覆，得到熔覆于铝合金表面的Cr-Mn-Si-C-Ni-Cu-Al耐磨涂层。
本实施例通过激光熔覆，在铝合金表面熔覆一层Cr-Mn-Si-C-Ni-Cu-Al耐磨涂层，其硬度大于361HV0.2。
实施例4
一种铝合金Cr-Mn-Si-C-Ni-Cu-Al耐磨涂层的方法，其包括：
(1)将铝合金基材喷砂粗化处理，粗糙度大于Ra25；
(2)将喷砂粗化处理后的铝合金基材除去表面杂质；
(3)将Cr 12wt％，Mn 4wt％，Si 4.25wt％，C 0.68wt％，Ni 6wt％、Cu 2wt％和余量铝的复合粉末混合均匀，研磨后调配成料浆；
(4)将所述料浆均匀的涂覆于铝合金基材表面，在110℃下干燥；
(5)采用激光熔覆，其激光功率为8kW，光斑宽度6mm，扫描速度3mm/s，将所述熔覆，得到熔覆于铝合金表面的Cr-Mn-Si-C-Ni-Cu-Al耐磨涂层。
本实施例通过激光熔覆，在铝合金表面熔覆一层Cr-Mn-Si-C-Ni-Cu-Al耐磨涂层，其硬度大于347HV0.2。

Claims (1)

1.一种铝合金Cr-Mn-Si-C-Ni-Cu-Al耐磨涂层的方法，其包括：
(1)将铝合金基材喷砂粗化处理，粗糙度大于Ra25；
(2)将喷砂粗化处理后的铝合金基材除去表面杂质；
(3)将Cr 10-14wt％，Mn 3-4wt％，Si 3.75-4.75wt％，C 0.65-0.75wt％，Ni4-7wt％、Cu 0.5-3wt％和余量铝的复合粉末混合均匀，研磨后调配成料浆；
(4)将所述料浆均匀的涂覆于铝合金基材表面，在100-140℃下干燥；
(5)采用激光熔覆，其激光功率为2-10kW，光斑宽度3-10mm，扫描速度2-5mm/s，将所述熔覆，得到熔覆于铝合金表面的Cr-Mn-Si-C-Ni-Cu-Al耐磨涂层。
CN201611015134.6A 2016-11-18 2016-11-18 一种铝合金Cr‑Mn‑Si‑C‑Ni‑Cu‑Al耐磨涂层的方法 Pending CN106283046A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611015134.6A CN106283046A (zh) 2016-11-18 2016-11-18 一种铝合金Cr‑Mn‑Si‑C‑Ni‑Cu‑Al耐磨涂层的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611015134.6A CN106283046A (zh) 2016-11-18 2016-11-18 一种铝合金Cr‑Mn‑Si‑C‑Ni‑Cu‑Al耐磨涂层的方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN106283046A true CN106283046A (zh) 2017-01-04

Family

ID=57721511

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201611015134.6A Pending CN106283046A (zh) 2016-11-18 2016-11-18 一种铝合金Cr‑Mn‑Si‑C‑Ni‑Cu‑Al耐磨涂层的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106283046A (zh)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1202534A (zh) * 1998-04-17 1998-12-23 清华大学 金属表面等离子喷涂后激光熔覆制备陶瓷涂层的方法
CN101012561A (zh) * 2007-02-01 2007-08-08 天津工业大学 一种激光熔覆铝合金表面强化方法
CN102877060A (zh) * 2012-09-26 2013-01-16 孙晓冰 镁合金表面激光熔覆耐磨耐腐蚀涂层用amr合金粉
CN104250812A (zh) * 2013-06-28 2014-12-31 丹阳宏图激光科技有限公司 铝合金表面的激光熔覆工艺

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1202534A (zh) * 1998-04-17 1998-12-23 清华大学 金属表面等离子喷涂后激光熔覆制备陶瓷涂层的方法
CN101012561A (zh) * 2007-02-01 2007-08-08 天津工业大学 一种激光熔覆铝合金表面强化方法
CN102877060A (zh) * 2012-09-26 2013-01-16 孙晓冰 镁合金表面激光熔覆耐磨耐腐蚀涂层用amr合金粉
CN104250812A (zh) * 2013-06-28 2014-12-31 丹阳宏图激光科技有限公司 铝合金表面的激光熔覆工艺

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
旷云峰: "《铝合金表面激光熔覆AlFeMnSi系多主元合金涂层的组织与性能研究》", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9623468B2 (en) Coating for high temperature applications with tribological stress
CN102534306A (zh) 一种锌铝镁稀土多元合金材料及其制备方法
CN103014706A (zh) 一种金属表面的陶瓷膜层及其制备方法
CN103014770B (zh) 一种铝电解槽用打壳锤头的制造方法
CN111058035A (zh) 铜及铜合金表面激光熔覆制备耐磨耐蚀合金涂层的工艺及合金涂层
JP5591414B1 (ja) 加工性に優れた溶融Ａｌ系めっき鋼板
CN106350816A (zh) 一种铝合金激光熔覆Si‑Cr‑B‑W‑Al耐磨涂层的方法
TWI623649B (zh) 熱壓用鍍鋁鋼板及熱壓用鍍鋁鋼板之製造方法
CN101265575A (zh) 一种冶金铸铁轧辊的表面激光纳米陶瓷合金化处理方法
CN104195362A (zh) 一种高硼耐磨蚀合金制备方法
WO2014068939A1 (ja) 熱間プレス用鋼板、熱間プレス部材及び熱間プレス部材の製造方法
CN106756986A (zh) 一种铝合金激光熔覆TiN‑Si‑Cr‑B‑Al耐磨涂层的方法
CN107177843B (zh) 一种激光熔覆复合粉及应用
CN102534698B (zh) 涂层以及具有涂层的浇铸零件
JP6274018B2 (ja) 高強度鋼部品及びその製造方法
CN106435571A (zh) 一种铝合金激光熔覆耐磨涂层的方法
CN106283046A (zh) 一种铝合金Cr‑Mn‑Si‑C‑Ni‑Cu‑Al耐磨涂层的方法
CN106702374A (zh) 一种铝合金激光熔覆耐磨涂层的方法
CN106435577A (zh) 一种铝合金Cr‑B‑Si‑C‑Ni‑Cu‑Al耐磨涂层的方法
CN106756985A (zh) 一种铝合金激光熔覆SiC‑Si‑Cr‑B‑Al耐磨涂层的方法
CN106283048A (zh) 一种铝合金高频熔覆耐磨涂层的方法
CN106756982A (zh) 一种铝合金激光熔覆Si‑Cr‑B‑W‑C‑Al耐磨涂层的方法
CN101791894A (zh) 陶瓷-金属基复合抗磨衬板的生产方法
CN106756983A (zh) 一种铝合金激光熔覆Si‑Cr‑B‑W‑Al耐磨涂层的方法
WO2012135974A1 (zh) 一种复合硫化物固体润滑膜层及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20170104

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication