CN106637197A - 一种高铁电瓶箱的表面处理工艺 - Google Patents

一种高铁电瓶箱的表面处理工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高铁电瓶箱的表面处理工艺，选择第一合金粉体和第二合金粉体，采用激光器对高铁电瓶箱表面进行逐层激光扫描加热得到第一涂层和第二涂层，得到了兼具抗腐蚀性、耐磨性好和结合强度大的复合涂层。

Description

一种高铁电瓶箱的表面处理工艺
技术领域
本发明属于材料表面加工领域，尤其是涉及一种高铁电瓶箱的表面处理工艺。
背景技术
电瓶箱是指容纳电池组的箱体，其主要起到保护电池组不受碰撞、绝缘防水以及帮助电池散热的作用，铝合金由于其比重小，强度大、低成本的优点在高铁上使用的电瓶箱上得到了广泛应用，并且其导热效果好，散热方便，但合金的主要缺点在于表面硬度不够，耐磨性差，在使用时经常因与其他部件摩擦导致结构破损，在材料表面沉积涂层是提高部件硬度和耐磨性的一种方法，传统的涂层方法包括离子沉积或电镀等，但上述方法会产生大量重金属废水或工艺复杂，设备昂贵，不利于大批量的生产。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种高铁电瓶箱的表面处理工艺，采用激光熔覆的方式在表面增加涂层，提高电瓶箱的硬度，使其使用寿命延长。
本发明完整的技术方案包括：
一种高铁电瓶箱的表面处理工艺，其特征在于，包括如下步骤：
1)选择合金化粉体原料：所述合金粉体包括第一合金粉体和第二合金粉体，第一合金粉体为铁铝合金，第二合金粉体为耐磨铁合金；
2)分别采用机械合金化的方法制备合金化粉体，分别按质量比称取第一合金化粉体原料和第二合金粉体原料，放入高速行星球磨机的球磨罐，加入磨球，添加CCl4溶剂作为抗氧化剂，充入氩气作为保护气体进行球磨，球磨结束后，将得到的浆料在真空中干燥，过筛，分别获得第一合金粉体和第二合金粉体，
2)熔覆料制备：随后分别在第一合金粉体和第二合金粉体中加入水玻璃，放入高速行星球磨机的球磨罐进行二次球磨，球磨过程充入氩气保护气，分别得到第一熔覆料和第二熔覆料。
3)将高铁电瓶箱表面经超声波清洗，首先预热到90-100℃，随后将第一熔覆料覆在高铁电瓶箱表面，厚度为0.5-0.8mm，并在保温炉中在100-150℃下烘烤0.5h；
4)采用激光器对高铁电瓶箱表面进行逐层激光扫描加热，融化所述第一熔覆料并使其附着在高铁电瓶箱表面，激光器功率为2-4KW，电流为250-280A，激光扫描速度为6-8mm/s，光束直径为1.8-2.2mm，熔覆过程通氩气保护，氩气流量为为20～30L/min，形成第一涂层。
5)将得到第一涂层的高铁电瓶箱预热到90-100℃，随后将第二熔覆料覆在高铁电瓶箱表面，厚度为1-1.2mm，并在保温炉中在100-150℃下烘烤0.5h；
6)采用激光器对高铁电瓶箱表面进行逐层激光扫描加热，融化所述第二熔覆料并使其附着在高铁电瓶箱表面，激光器功率为2-4KW，电流为250-280A，激光扫描速度为3-5mm/s，光束直径为1.8-2.2mm，熔覆过程通氩气保护，氩气流量为为20～30L/min，形成二涂层。
第一合金粉体的组分质量百分比为：La或Ce：0.04％～0.15％，Si：0.09％～0.12％，Fe：34％～42％，B：0.02％～0.05％，其余为铝。
第二合金粉体的组分质量百分比为C：0.85％-1.43％；Mn：0.75％；Cr：11.35％-13.45％；V：0.02％-0.0％；B：0.003-0.005％；La：0.002％-0.006％；SiC：0.41-0.43％；WC：0.62-0.95％，其余为Fe。
所述步骤1)中，加入占原料质量5％-12％的CCl4溶剂。
所述步骤1)中，将得到的浆料在真空120-180℃下干燥1-2h。
所述步骤2)中，加入占粉体质量2.2-2.5％的水玻璃，转速为100-150r/min，球磨时间1-2h。
本发明相对于现有技术的优点在于：根据硬铝合金的特点，通过掺杂改性的陶瓷颗粒碳化硅和碳化钨的第二涂层，提高了合金的耐磨性，同时增加稀土改性，提高其机械合金化程度，而且选择高Cr组分的涂层，也能够提高涂层的耐腐蚀性能，同时针对铝合金和铁合金结合不牢固的缺点，首先施加厚度较小的第一涂层，采用与基层以及第二涂层成分均接近的铁铝合金作为第一涂层，第一涂层内的B和稀土元素在熔覆过程中融化并再结晶，形成中间相，对晶粒进行细化，提高了其结合强度，而Si元素析出硅化物，在一定程度上提高了第一涂层的强度，在此基础上熔覆第二涂层，得到了兼具抗腐蚀性、耐磨性好和结合强度大的涂层。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明做进一步说明。
1)选择合金化粉体原料：所述合金粉体包括第一合金粉体和第二合金粉体，第一合金粉体的组分质量百分比为：La或Ce：0.04％～0.15％，Si：0.09％～0.12％，Fe：34％～42％，B：0.02％～0.05％，其余为铝；第二合金粉体的组分质量百分比为C：0.85％-1.43％；Mn：0.75％；Cr：11.35％-13.45％；V：0.02％-0.0％；B：0.003-0.005％；La：0.002％-0.006％；SiC：0.41-0.43％；WC：0.62-0.95％，其余为Fe。
2)机械合金化制备合金化粉体，分别按质量比称取第一合金化粉体原料和第二合金粉体原料，放入高速行星球磨机的球磨罐，选择氧化锆磨球，球料比30：1，加入占原料质量10％的CCl4溶剂作为抗氧化剂，充入氩气作为保护气体进行球磨，转速为800-1000r/min，球磨时间24-36h，球磨结束后，将得到的浆料在真空120-180℃下干燥1-2h，过100目筛，获得第一合金粉体和第二合金粉体，随后加入占粉体质量2.2-2.5％的水玻璃，放入高速行星球磨机的球磨罐进行二次球磨，球磨过程充入氩气保护气，转速为100-150r/min，球磨时间1-2h，分别得到第一熔覆料和第二熔覆料。
3)将高铁电瓶箱表面经超声波清洗，首先预热到90-100℃，随后将第一熔覆料覆在高铁电瓶箱表面，厚度为0.5-0.8mm，并在保温炉中在100-150℃下烘烤0.5h；
4)采用激光器对高铁电瓶箱表面进行逐层激光扫描加热，融化所述第一熔覆料并使其附着在高铁电瓶箱表面，激光器功率为2-4KW，电流为250-280A，激光扫描速度为6-8mm/s，光束直径为1.8-2.2mm，熔覆过程通氩气保护，氩气流量为为20～30L/min，形成第一涂层。
5)将得到第一涂层的高铁电瓶箱预热到90-100℃，随后将第二熔覆料覆在高铁电瓶箱表面，厚度为1-1.2mm，并在保温炉中在100-150℃下烘烤0.5h；
4)采用激光器对高铁电瓶箱表面进行逐层激光扫描加热，融化所述第二熔覆料并使其附着在高铁电瓶箱表面，激光器功率为2-4KW，电流为250-280A，激光扫描速度为3-5mm/s，光束直径为1.8-2.2mm，熔覆过程通氩气保护，氩气流量为为20～30L/min，形成二涂层。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (6)

1.一种高铁电瓶箱的表面处理工艺，其特征在于，包括如下步骤：
1)选择合金化粉体原料：所述合金粉体包括第一合金粉体和第二合金粉体，第一合金粉体为铁铝合金，第二合金粉体为耐磨铁合金；
2)分别采用机械合金化的方法制备合金化粉体，分别按质量比称取第一合金化粉体原料和第二合金粉体原料，放入高速行星球磨机的球磨罐，加入磨球，添加CCl4溶剂作为抗氧化剂，充入氩气作为保护气体进行球磨，球磨结束后，将得到的浆料在真空中干燥，过筛，分别获得第一合金粉体和第二合金粉体，
2)熔覆料制备：随后分别在第一合金粉体和第二合金粉体中加入水玻璃，放入高速行星球磨机的球磨罐进行二次球磨，球磨过程充入氩气保护气，分别得到第一熔覆料和第二熔覆料。
3)将高铁电瓶箱表面经超声波清洗，首先预热到90-100℃，随后将第一熔覆料覆在高铁电瓶箱表面，厚度为0.5-0.8mm，并在保温炉中在100-150℃下烘烤0.5h；
4)采用激光器对高铁电瓶箱表面进行逐层激光扫描加热，融化所述第一熔覆料并使其附着在高铁电瓶箱表面，激光器功率为2-4KW，电流为250-280A，激光扫描速度为6-8mm/s，光束直径为1.8-2.2mm，熔覆过程通氩气保护，氩气流量为为20～30L/min，形成第一涂层。
5)将得到第一涂层的高铁电瓶箱预热到90-100℃，随后将第二熔覆料覆在高铁电瓶箱表面，厚度为1-1.2mm，并在保温炉中在100-150℃下烘烤0.5h；
6)采用激光器对高铁电瓶箱表面进行逐层激光扫描加热，融化所述第二熔覆料并使其附着在高铁电瓶箱表面，激光器功率为2-4KW，电流为250-280A，激光扫描速度为3-5mm/s，光束直径为1.8-2.2mm，熔覆过程通氩气保护，氩气流量为为20～30L/min，形成二涂层。
2.权利要求1所述的高铁电瓶箱的表面处理工艺，其特征在于，第一合金粉体的组分质量百分比为：La或Ce：0.04％～0.15％，Si：0.09％～0.12％，Fe：34％～42％，B：0.02％～0.05％，其余为铝。
3.权利要求1所述的高铁电瓶箱的表面处理工艺，其特征在于，第二合金粉体的组分质量百分比为C：0.85％-1.43％；Mn：0.75％；Cr：11.35％-13.45％；V：0.02％-0.0％；B：0.003-0.005％；La：0.002％-0.006％；SiC：0.41-0.43％；WC：0.62-0.95％，其余为Fe。
4.权利要求1所述的高铁电瓶箱的表面处理工艺，其特征在于，所述步骤1)中，加入占原料质量5％-12％的CCl4溶剂。
5.权利要求4所述的高铁电瓶箱的表面处理工艺，其特征在于，所述步骤1)中，将得到的浆料在真空120-180℃下干燥1-2h。
6.权利要求1所述的高铁电瓶箱的表面处理工艺，其特征在于，所述步骤2)中，加入占粉体质量2.2-2.5％的水玻璃，转速为100-150r/min，球磨时间1-2h。
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