CN106480452B - 一种铸铁铸件表面处理工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种铸铁铸件表面处理工艺，属于铸造技术领域，具体包括：打磨、酸洗、干燥、脱脂、二次干燥、表面微造型处理、表面喷覆、激光表面熔凝处理、二次打磨、阳极化处理。本发明各步骤搭配合理，能有效提升铸铁铸件表面的耐磨、耐温、耐腐、耐氧化、耐冲击特性，很好的提升了产品的使用性能和寿命，有很好的推广价值。

Description

一种铸铁铸件表面处理工艺
技术领域
本发明属于铸造技术领域，具体涉及一种铸铁铸件表面处理工艺。
背景技术
铸铁以其成本低廉、易于铸造成型及其良好的综合机械性能等而被广泛应用，是近代汽车生产制造中应用最为广泛的一种金属材料。受限于铸铁本身的特性，其铸造完成后还不能完全直接应用装配，还需要对其进行表面处理，以提升铸件表面的综合性能。具体为增强其耐磨、耐温、耐腐、耐氧化等特性。现有的铸件表面处理方法通常效果单一，能有效提升其综合性能的方法较为少见。
发明内容
本发明旨在提供一种铸铁铸件表面处理工艺，能有效改善铸铁铸件表面的综合特性。
本发明通以下技术方案来实现：
一种铸铁铸件表面处理工艺，包括如下步骤：
（1）先用100目的砂纸对铸铁铸件表面进行打磨处理，完成后除去碎屑备用；
（2）将步骤（1）处理后的铸铁铸件放入质量分数为20~25%的盐酸溶液中浸泡处理10~15min，浸泡时保持溶液温度为30~35℃；
（3）将步骤（2）处理后的铸铁铸件放入去离子水中浸泡清洗3~5min后，再在温度为80~85℃的条件下干燥4~5min备用；
（4）将步骤（3）处理后的铸铁铸件放入脱脂液中浸泡处理15~20min后取出，用去离子水冲洗干净后，再次在温度为80~85℃的条件下干燥4~5min备用；
（5）对步骤（4）处理后的铸铁铸件表面进行微造型处理，加工出微沟槽备用；
（6）将步骤（5）处理后的铸铁铸件预热至100~110℃后，再向其表面喷注混合粉末，完成后冷却至常温备用，所述混合粉末由如下重量份的物质组成：10~13份硼、12~15份硅、6~8份钴、3~5份钛、1~3份铷、1~3份锶、2~4份钇铝石榴石、1~2份镁橄榄石、2~4份添加剂；
（7）对步骤（6）处理后的铸铁铸件表面进行激光表面熔凝处理，然后冷却至常温备用；
（8）用150目的砂纸对步骤（7）处理后的铸铁铸件表面进行打磨处理，完成后除去碎屑备用；
（9）对步骤（8）处理后的铸铁铸件进行阳极化处理，完成后用去离子水冲洗干净，最后在温度为80~85℃的条件下干燥5~7min即可。
进一步的，步骤（4）所述的脱脂液为乳液脱脂剂。
进一步的，步骤（5）中所述的微沟槽的形状为V形、U形或半圆形。
进一步的，步骤（6）中所述的混合粉末的颗粒大小为60~80μm，其中的添加剂成分由聚乙烯醇缩醛、聚甲基丙烯酸酯、氯丁橡胶按重量比1:3:2组成。
进一步的，步骤（7）中所述的激光表面熔凝处理时的激光功率密度为1~10GW/cm2。
进一步的，步骤（9）中所述的阳极化处理时的温度为50~55℃，电压值保持为30~35V，处理时长为12~15min。
本发明具有如下有益效果：
本发明对铸铁铸件表面进行微造型处理后，再向其喷覆了一层混合粉末，其中的硼、硅、钴、钛、铷、锶可在铸件表面形成非晶态硬化层，能有效提升其硬度和耐磨性，钇铝石榴石、镁橄榄石能很好的提升表层的防腐、耐火、稳定性，添加剂可起到很好的粘附、填充、抗冲击性能，在激光表面熔凝处理后，增强了各组分间的结合特性，之后打磨后再进行的阳极化处理，能进一步提升表面各组分及结合间隙处的耐磨、耐腐等特性。最终在各步骤的配合作用下，本发明方法能有效提升铸铁铸件表面的耐磨、耐温、耐腐、耐氧化、耐冲击特性，很好的提升了产品的使用性能和寿命，有很好的推广价值。
具体实施方式
实施例1
一种铸铁铸件表面处理工艺，包括如下步骤：
（1）先用100目的砂纸对铸铁铸件表面进行打磨处理，完成后除去碎屑备用；
（2）将步骤（1）处理后的铸铁铸件放入质量分数为20%的盐酸溶液中浸泡处理10min，浸泡时保持溶液温度为30℃；
（3）将步骤（2）处理后的铸铁铸件放入去离子水中浸泡清洗3min后，再在温度为80℃的条件下干燥4min备用；
（4）将步骤（3）处理后的铸铁铸件放入脱脂液中浸泡处理15min后取出，用去离子水冲洗干净后，再次在温度为80℃的条件下干燥4min备用；
（5）对步骤（4）处理后的铸铁铸件表面进行微造型处理，加工出微沟槽备用；
（6）将步骤（5）处理后的铸铁铸件预热至100℃后，再向其表面喷注混合粉末，完成后冷却至常温备用，所述混合粉末由如下重量份的物质组成：10份硼、12份硅、6份钴、3份钛、1份铷、1份锶、2份钇铝石榴石、1份镁橄榄石、2份添加剂；
（7）对步骤（6）处理后的铸铁铸件表面进行激光表面熔凝处理，然后冷却至常温备用；
（8）用150目的砂纸对步骤（7）处理后的铸铁铸件表面进行打磨处理，完成后除去碎屑备用；
（9）对步骤（8）处理后的铸铁铸件进行阳极化处理，完成后用去离子水冲洗干净，最后在温度为80℃的条件下干燥5min即可。
进一步的，步骤（4）所述的脱脂液为乳液脱脂剂。
进一步的，步骤（5）中所述的微沟槽的形状为V形、U形或半圆形。
进一步的，步骤（6）中所述的混合粉末的颗粒大小为60μm，其中的添加剂成分由聚乙烯醇缩醛、聚甲基丙烯酸酯、氯丁橡胶按重量比1:3:2组成。
进一步的，步骤（7）中所述的激光表面熔凝处理时的激光功率密度为1GW/cm2。
进一步的，步骤（9）中所述的阳极化处理时的温度为50℃，电压值保持为30V，处理时长为12min。
实施例2
一种铸铁铸件表面处理工艺，包括如下步骤：
（1）先用100目的砂纸对铸铁铸件表面进行打磨处理，完成后除去碎屑备用；
（2）将步骤（1）处理后的铸铁铸件放入质量分数为23%的盐酸溶液中浸泡处理12min，浸泡时保持溶液温度为32℃；
（3）将步骤（2）处理后的铸铁铸件放入去离子水中浸泡清洗4min后，再在温度为83℃的条件下干燥4min备用；
（4）将步骤（3）处理后的铸铁铸件放入脱脂液中浸泡处理17min后取出，用去离子水冲洗干净后，再次在温度为82℃的条件下干燥4min备用；
（5）对步骤（4）处理后的铸铁铸件表面进行微造型处理，加工出微沟槽备用；
（6）将步骤（5）处理后的铸铁铸件预热至105℃后，再向其表面喷注混合粉末，完成后冷却至常温备用，所述混合粉末由如下重量份的物质组成：12份硼、13份硅、7份钴、4份钛、2份铷、2份锶、3份钇铝石榴石、2份镁橄榄石、3份添加剂；
（7）对步骤（6）处理后的铸铁铸件表面进行激光表面熔凝处理，然后冷却至常温备用；
（8）用150目的砂纸对步骤（7）处理后的铸铁铸件表面进行打磨处理，完成后除去碎屑备用；
（9）对步骤（8）处理后的铸铁铸件进行阳极化处理，完成后用去离子水冲洗干净，最后在温度为83℃的条件下干燥6min即可。
进一步的，步骤（4）所述的脱脂液为乳液脱脂剂。
进一步的，步骤（5）中所述的微沟槽的形状为V形、U形或半圆形。
进一步的，步骤（6）中所述的混合粉末的颗粒大小为70μm，其中的添加剂成分由聚乙烯醇缩醛、聚甲基丙烯酸酯、氯丁橡胶按重量比1:3:2组成。
进一步的，步骤（7）中所述的激光表面熔凝处理时的激光功率密度为5GW/cm2。
进一步的，步骤（9）中所述的阳极化处理时的温度为53℃，电压值保持为32V，处理时长为13min。
实施例3
一种铸铁铸件表面处理工艺，包括如下步骤：
（1）先用100目的砂纸对铸铁铸件表面进行打磨处理，完成后除去碎屑备用；
（2）将步骤（1）处理后的铸铁铸件放入质量分数为25%的盐酸溶液中浸泡处理15min，浸泡时保持溶液温度为35℃；
（3）将步骤（2）处理后的铸铁铸件放入去离子水中浸泡清洗5min后，再在温度为85℃的条件下干燥5min备用；
（4）将步骤（3）处理后的铸铁铸件放入脱脂液中浸泡处理20min后取出，用去离子水冲洗干净后，再次在温度为85℃的条件下干燥5min备用；
（5）对步骤（4）处理后的铸铁铸件表面进行微造型处理，加工出微沟槽备用；
（6）将步骤（5）处理后的铸铁铸件预热至110℃后，再向其表面喷注混合粉末，完成后冷却至常温备用，所述混合粉末由如下重量份的物质组成：13份硼、15份硅、8份钴、5份钛、3份铷、3份锶、4份钇铝石榴石、2份镁橄榄石、4份添加剂；
（7）对步骤（6）处理后的铸铁铸件表面进行激光表面熔凝处理，然后冷却至常温备用；
（8）用150目的砂纸对步骤（7）处理后的铸铁铸件表面进行打磨处理，完成后除去碎屑备用；
（9）对步骤（8）处理后的铸铁铸件进行阳极化处理，完成后用去离子水冲洗干净，最后在温度为85℃的条件下干燥7min即可。
进一步的，步骤（4）所述的脱脂液为乳液脱脂剂。
进一步的，步骤（5）中所述的微沟槽的形状为V形、U形或半圆形。
进一步的，步骤（6）中所述的混合粉末的颗粒大小为80μm，其中的添加剂成分由聚乙烯醇缩醛、聚甲基丙烯酸酯、氯丁橡胶按重量比1:3:2组成。
进一步的，步骤（7）中所述的激光表面熔凝处理时的激光功率密度为10GW/cm2。
进一步的，步骤（9）中所述的阳极化处理时的温度为55℃，电压值保持为35V，处理时长为15min。
对比实施例1
本对比实施例1与实施例1相比，在步骤（6）处理时，所述混合粉末中不添加添加剂成分，除此外的方法步骤均相同。
对比实施例2
本对比实施例2与实施例2相比，在步骤（6）处理时，所述混合粉末中不添加钛、铷、锶、钇铝石榴石、镁橄榄石和添加剂成分，除此外的方法步骤均相同。
对比实施例3
本对比实施例3与实施例3相比，不进行步骤（9）的阳极化处理处理，除此外的方法步骤均相同。
对照组
现有的铸铁铸件表面处理工艺。
为了对比本发明效果，对上述七种方式处理后的铸铁铸件进行表面性能测试，具体对比数据如下表1所示：
表1
表面硬度（HV） 中性盐雾试验防护时长（h） 最小抗拉强度（MPa）
实施例1 187 18 156
实施例2 190 20 158
实施例3 185 19 154
对比实施例1 180 16 147
对比实施例2 161 12 139
对比实施例3 167 11 143
对照组 131 6 126
注：上表1中所述的中性盐雾试验防护时长是指对应的时间放入中性盐雾试验箱中未出现腐蚀现象的最长时长；所述最小抗拉强度是指在600℃高温条件下的最小抗拉强度。
由上表可以看出，本发明处理工艺能很好的改善铸件表面的综合特性，提升了其使用价值和寿命。

Claims (6)

1.一种铸铁铸件表面处理工艺，其特征在于，包括如下步骤：
（1）先用100目的砂纸对铸铁铸件表面进行打磨处理，完成后除去碎屑备用；
（2）将步骤（1）处理后的铸铁铸件放入质量分数为20~25%的盐酸溶液中浸泡处理10~15min，浸泡时保持溶液温度为30~35℃；
（3）将步骤（2）处理后的铸铁铸件放入去离子水中浸泡清洗3~5min后，再在温度为80~85℃的条件下干燥4~5min备用；
（4）将步骤（3）处理后的铸铁铸件放入脱脂液中浸泡处理15~20min后取出，用去离子水冲洗干净后，再次在温度为80~85℃的条件下干燥4~5min备用；
（5）对步骤（4）处理后的铸铁铸件表面进行微造型处理，加工出微沟槽备用；
（6）将步骤（5）处理后的铸铁铸件预热至100~110℃后，再向其表面喷注混合粉末，完成后冷却至常温备用，所述混合粉末由如下重量份的物质组成：10~13份硼、12~15份硅、6~8份钴、3~5份钛、1~3份铷、1~3份锶、2~4份钇铝石榴石、1~2份镁橄榄石、2~4份添加剂；
（7）对步骤（6）处理后的铸铁铸件表面进行激光表面熔凝处理，然后冷却至常温备用；
（8）用150目的砂纸对步骤（7）处理后的铸铁铸件表面进行打磨处理，完成后除去碎屑备用；
（9）对步骤（8）处理后的铸铁铸件进行阳极化处理，完成后用去离子水冲洗干净，最后在温度为80~85℃的条件下干燥5~7min即可。
2.根据权利要求1所述的一种铸铁铸件表面处理工艺，其特征在于，步骤（4）所述的脱脂液为乳液脱脂剂。
3.根据权利要求1所述的一种铸铁铸件表面处理工艺，其特征在于，步骤（5）中所述的微沟槽的形状为V形、U形或半圆形。
4.根据权利要求1所述的一种铸铁铸件表面处理工艺，其特征在于，步骤（6）中所述的混合粉末的颗粒大小为60~80μm，其中的添加剂成分由聚乙烯醇缩醛、聚甲基丙烯酸酯、氯丁橡胶按重量比1:3:2组成。
5.根据权利要求1所述的一种铸铁铸件表面处理工艺，其特征在于，步骤（7）中所述的激光表面熔凝处理时的激光功率密度为1~10GW/cm2。
6.根据权利要求1所述的一种铸铁铸件表面处理工艺，其特征在于，步骤（9）中所述的阳极化处理时的温度为50~55℃，电压值保持为30~35V，处理时长为12~15min。
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