CN106756981A - 一种半埋弧等离子熔覆合金涂层的方法 - Google Patents

一种半埋弧等离子熔覆合金涂层的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种半埋弧等离子熔覆合金涂层的方法，它主要是在等离子熔覆的送粉过程中要求合金粉末送入等离子弧前面，埋弧焊焊剂送入等离子弧后面，调整焊剂的质量含量为合金粉末的10‑30％，按照所设定的运行轨迹在工件表面开始扫描；在熔覆过程中，合金粉末熔化形成涂层并被其后熔化的焊剂覆盖；熔覆完涂层凝固以后，将覆盖在涂层表面凝结的焊剂渣壳敲掉。本发明将埋弧堆焊引用到等离子熔覆技术中了，克服了现有等离子熔覆合金涂层工艺存在的金粉末散失率高，散失粉末不可回收利用，送粉均匀性差导致粉末过多时熔化不充分产生夹生，或粉末过少时稀释率大等技术缺陷。

Description

一种半埋弧等离子熔覆合金涂层的方法
技术领域
本发明属于金属表面强化技术领域，尤其涉及等离子熔覆合金涂层的方法。
背景技术
矿山采掘等工程机械中与岩石矿砂磨损的部件表面，一般都采用耐磨合金涂层的方法提高其使用寿命，常用的合金涂层方法有堆焊、焊合金块或等离子熔覆，其中由于等离子熔覆合金涂层质量好而获得了越来越广泛的应用。
目前等离子熔覆主要是同步合金送粉方法，即在等离子弧形成的表面熔池中送入一定量的合金粉末，经熔化混合冷凝后形成一定厚度的合金涂层。所存在的问题是，合金粉末散失率高，且散失的粉末不可回收利用，送粉均匀性差，导致粉末过多时熔化不充分产生夹生，或粉末过少时稀释率大等现象，而且涂层凝固时暴露于空气中易产生氧化夹渣气孔表面粗糙等弊病。
目前尚未有一种解决上述等离子熔覆合金涂层工艺缺陷的方法。
埋弧堆焊是一种常用堆焊方法，其主要原理是将焊剂铺设到基体上并形成一定厚度，将实芯焊丝或药芯焊丝引入埋弧焊焊剂下，焊丝与基体在焊剂下产生放电，将焊丝和部分焊剂熔化，熔化后的焊剂在涂层表面形成一层渣壳，凝固后清理掉未熔化的焊剂并敲掉渣壳。渣壳可起到良好的保护作用，并可利用不同合金成分的焊剂对涂层合金成分进行调整。基于埋弧堆焊技术的优点，本发明将埋弧堆焊引用到等离子熔覆技术中了解决等离子熔覆合金涂层工艺的缺陷。
发明内容
本发明的目的在于克服前述等离子熔覆涂层工艺的缺陷，提出一种半埋弧等离子熔覆合金涂层的生产方法。
为了达到上述目的，本发明采取的技术方案是：
一种半埋弧等离子熔覆合金涂层的方法，其特征在于,步骤如下：
第一步：根据涂层耐磨损需求，选取所需种类的合金粉末和埋弧焊焊剂，并将合金粉末混合均匀；
第二步：设定等离子弧扫描规迹、速度程序以及等离子弧功率密度；等离子弧起弧后同步送入粉末与焊剂，在送粉过程中要求合金粉末送入等离子弧前面，埋弧焊焊剂送入等离子弧后面，调整焊剂的质量含量为合金粉末的10-30％，按照所设定的运行轨迹在工件表面开始扫描；在熔覆过程中，合金粉末熔化形成涂层并被其后熔化的焊剂覆盖。
第三步：熔覆完涂层凝固以后，将覆盖在涂层表面凝结的焊剂渣壳敲掉。
本发明的积极效果是：
1、本发明在操作规程中虽然也是同步送份，但是由于合金粉末在前，埋弧焊焊剂在等离子弧后面，使得等离子弧不用伸入焊剂之下，只伸入合金粉末中，所以称为半埋弧。
2、在熔覆层熔池凝固时，焊剂结成的渣壳和氩气共同起到保护作用，减少了氧化烧损；工艺稳定性好，保证了熔覆层合金成分均匀及厚度一致，且合金粉末没有任何散失浪费；表面熔池凝固时有渣壳的保温作用，容易形成垂直于基体表面的结晶，磨损时具有良好的磨损抗力。
3、在渣壳保护下，熔覆层表面会自动流平除气且不会有氧化夹渣，从而形成光滑平整的熔覆表面，大大提高了熔覆层的内在和外在质量，并显著降低了生产成本。该方法还可获得传统等离子熔覆方法不能获得的均匀薄涂层，大大扩展了等离子熔覆的应用领域。
具体实施方式
下面以两个实施例进一步说明本发明的技术方案。
实施例一：以等离子熔覆铁基耐磨涂层为例进行实例说明：
(1)、将成分配比(wt％)为：Cr 28-40％、Si 1.5-2％、B 1.8-3.2％、Ni0-4％、Nb0.5-1％、C2.8-4.0％、余量为Fe的铁基耐磨合金粉末放入前侧送粉罐中，粒度80-270目；后侧送粉罐中采用埋弧焊剂HJ107，破碎至粒度为80-200目；
(2)设定等离子弧扫描规迹与速度程序及等离子弧功率密度，等离子弧起弧后同步送入粉末与焊剂，等离子弧前面送粉孔送入铁基耐磨合金粉末；等离子弧后面送粉孔送入埋弧焊剂HJ107，调整焊剂的质量含量为合金粉末的10-30％，按照所设定的运行轨迹进行等离子熔覆过程；
(3)熔覆完成后将焊剂在涂层表面凝结的渣壳敲掉。
实施例二：以典型镍基涂层的半埋弧熔覆为例
(1)、将成分配比(wt％)为：Cr 8-15％、Si 3-4％、B 2-3％、Mn0-0.4％、C0.5-0.7％、Fe3-5％、余量为Ni的镍基合金粉末放入前侧送粉罐中，粒度80-270目；后侧送粉罐中采用埋弧焊剂HJ107，破碎至粒度为80-200目；
(2)设定等离子弧扫描规迹与速度程序及等离子弧功率密度，等离子弧起弧后同步送入粉末与焊剂，等离子弧前面送粉孔送入铁基耐磨合金粉末；等离子弧后面送粉孔送入埋弧焊剂HJ107，因镍基合金粉耐蚀性较好，焊剂含量可降低为合金粉末质量的10-15％，按照所设定的运行轨迹进行等离子熔覆过程；
(3)熔覆完成后将焊剂在涂层表面凝结的渣壳敲掉。

Claims (3)

1.一种半埋弧等离子熔覆合金涂层的方法，其特征在于,步骤如下：
第一步：根据涂层耐磨损需求，选取所需种类的合金粉末和埋弧焊焊剂，并将合金粉末混合均匀；
第二步：设定等离子弧扫描规迹、速度程序以及等离子弧功率密度；等离子弧起弧后同步送入粉末与焊剂，在送粉过程中要求合金粉末送入等离子弧前面，埋弧焊焊剂送入等离子弧后面，调整焊剂的质量含量为合金粉末的10-30％，按照所设定的运行轨迹在工件表面开始扫描；在熔覆过程中，合金粉末熔化形成涂层并被其后熔化的焊剂覆盖；
第三步：熔覆完涂层凝固以后，将覆盖在涂层表面凝结的焊剂渣壳敲掉。
2.如权利要求1所述的半埋弧等离子熔覆合金涂层的方法，其特征在于,所述的合金粉末为铁基耐磨合金粉末，重量百分比为：Cr 28-40％、Si 1.5-2％、B 1.8-3.2％、Ni0-4％、Nb0.5-1％、C2.8-4.0％、余量为Fe。
3.如权利要求1所述的半埋弧等离子熔覆合金涂层的方法，其特征在于,所述的合金粉末为镍基合金粉末，重量百分比为：Cr 8-15％、Si 3-4％、B 2-3％、Mn0-0.4％、C0.5-0.7％、Fe3-5％、余量为Ni。
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