CN107620029A - 一种wc颗粒和铁基合金粉末的等离子喷焊方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种WC颗粒和铁基合金粉末的等离子喷焊方法，包括所述步骤：将碳化钨颗粒和铁基合金粉末分别加入到等离子喷焊设备的对应送粉器中，设置为碳化钨后送粉的工作方式；并采用纯氩气作为保护气体、电离气体、送粉气体和后送粉气体，对工件进行喷焊工作，得到工件表面上的喷焊层；本发明操作简单，喷焊材料成本低廉，材料利用率高，节约材料，大大降低工件的喷焊成本，同时通过设置两次喷焊的工作方式，调控不同的气流量和喷射行走速度，可调控工件上喷焊层的厚度，并且喷焊层使工件的耐磨性能大大提高，有效的保证了设备的使用寿命，避免了设备损坏损失和降低了维修次数，为生产带来极大的便捷，具有很好的使用和经济价值。
Description
技术领域
本发明属于属于表面加工、涂覆技术领域，涉及到一种等离子喷焊方法，更具体的是一种WC颗粒和铁基合金粉末的等离子喷焊方法。
背景技术
等离子喷涂是一种材料表面强化和表面改性的技术，可以使基体表面具有耐磨、耐蚀、耐高温氧化、电绝缘、隔热、防辐射、减磨和密封等性能。等离子喷涂技术是采用由直流电驱动的等离子电弧作为热源，将陶瓷、合金、金属等材料加热到熔融或半熔融状态，并以高速喷向经过预处理的工件表面而形成附着牢固的表面层的方法。
磨损是工业领域中造成材料和能源损失的一个重要原因，特别是煤矿机械设备中的一些工件多在冲击条件下承受磨粒磨损，其使用寿命大大降低，如大型矿用潜水泵以及市政轴流泵，由于输送的介质比较复杂，过流部件要求高的耐磨性与耐腐蚀性，利用镍基合金钢或高铬合金钢可以满足要求，但是造价较高。
有研究表明，可以采用等离子喷焊工艺在工件表面获得WC增强铁基合金粉末的耐磨涂层，一般是将WC颗粒和铁基合金粉末掺在一起，先涂覆在工件表面，利用等离子火焰熔化粉末涂覆层，但是等离子弧的温度高，粉末在高温下快速熔化，WC颗粒在到达涂覆层前已全部熔化，达不到预期的耐磨耐腐蚀效果。
发明内容
为了克服上述的技术问题，本发明的目的在于提供一种WC颗粒和铁基合金粉末的等离子喷焊方法，通过采用碳化钨颗粒后送粉的工作方式，降低碳化钨送粉时的温度，使用纯氩气作为保护气体以及电离气体，解决了等离子弧的温度高，粉末在高温下快速熔化的问题，该方法材料利用率高，节省材料，节约成本，可控制喷焊层的厚度，喷焊层质量好。
一种WC颗粒和铁基合金粉末的等离子喷焊方法，包括如下步骤：
步骤一：对待焊接工件表面杂质去除，并进行清洗、打磨处理；
步骤二：将碳化钨颗粒和铁基合金粉末分别加入到等离子喷焊设备中对应的送粉器内，碳化钨颗粒送粉器的出粉口设置等离子弧后面，采用碳化钨颗粒为后送粉的工作方式；
步骤三：将等离子喷焊设备的工作电流和工作电压设置好，并采用纯氩气作为保护气体以及电离气体，并设置好保护气体的流量和电离气体的流量；
步骤四：采用纯氩气作为送粉气体和后送粉气体，送粉气体流量设置在 280L/h-320L/h范围内，后送粉气体流量设置在400L/h-440L/h范围内，后送粉工作电压为10V，将等离子喷焊设备的喷嘴对准工件表面，喷嘴与工件表面呈 90°角设置，对工件进行一次喷焊作业，喷嘴与工件表面距离为10mm，喷嘴的行走速度为90mm/min，两种粉末是同时熔覆在工件表面上的，得到一次喷焊工件；
步骤五：步骤四喷焊操作结束后，采用纯氩气作为送粉气体和后送粉气体，送粉气体流量设置在200L/h-260L/h范围内，后送粉气体流量设置在 300L/h-340L/h范围内，后送粉工作电压为10V，将等离子喷焊设备的喷嘴对准一次喷焊工件表面，将喷嘴与一次喷焊工件表面呈45°角设置，对一次喷焊工件进行二次喷焊作业，喷嘴与一次喷焊工件表面距离为8mm，喷嘴的行走速度为 120mm/min，两种粉末是同时熔覆在工件表面上的，得到工件表面上的喷焊层；
步骤六：将步骤五得到的工件冷却到室温，使用线切割设备，将工件切割成需求规格，再利用砂纸将喷焊层及侧面进行打磨至平整光滑，即得到工件成品工件。
作为本发明进一步的方案：所述步骤二中碳化钨颗粒和铁基合金粉末的重量配比为1:1-1：1.5。
作为本发明进一步的方案：所述步骤三中等离子喷焊设备的工作电流在 110A-130A范围内，工作电压在16V-20V范围内。
作为本发明进一步的方案：所述步骤三中保护气体的流量在650L/h-750L/h 范围内，电离气体的流量260L/h-350L/h范围内。
作为本发明进一步的方案：所述步骤五中喷焊层的厚度在2-4mm。
本发明的有益效果：本发明操作简单，喷焊材料成本低廉，材料利用率高，节约材料，大大降低工件的喷焊成本，同时通过设置两次喷焊的工作方式，调控不同的气流量和喷射行走速度，可调控工件上喷焊层的厚度，并且喷焊层使工件的耐磨性能大大提高，有效的保证了设备的使用寿命，避免了设备损坏损失和降低了维修次数，为生产带来极大的便捷，具有很好的使用和经济价值。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
一种WC颗粒和铁基合金粉末的等离子喷焊方法，包括如下步骤：
步骤一：对待焊接工件表面杂质去除，并进行清洗、打磨处理；
步骤二：将碳化钨颗粒和铁基合金粉末按1:1的重量比例分别加入到等离子喷焊设备中对应的送粉器内，碳化钨颗粒送粉器的出粉口设置等离子弧后面，采用碳化钨颗粒为后送粉的工作方式；
步骤三：设置等离子喷焊设备的工作电流为114A，工作电压为16V，并采用纯氩气作为保护气体以及电离气体，其中，保护气体的流量设置为655L/h，电离气体的流量设置为275L/h；
步骤四：采用纯氩气作为送粉气体和后送粉气体，送粉气体流量设置为 280L/h，后送粉气体流量设置为395L/h，后送粉工作电压为10V，将等离子喷焊设备的喷嘴对准工件表面，喷嘴与工件表面呈90°角设置，对工件进行一次喷焊作业，喷嘴与工件表面距离为10mm，喷嘴的行走速度为90mm/min，两种粉末是同时熔覆在工件表面上的，得到一次喷焊工件；
步骤五：步骤四喷焊操作结束后，采用纯氩气作为送粉气体和后送粉气体，送粉气体流量设置为190L/h，后送粉气体流量设置为305L/h，后送粉工作电压为10V，将等离子喷焊设备的喷嘴对准一次喷焊工件表面，将喷嘴与一次喷焊工件表面呈45°角设置，对一次喷焊工件进行二次喷焊作业，喷嘴与一次喷焊工件表面距离为8mm，喷嘴的行走速度为120mm/min，两种粉末是同时熔覆在工件表面上的，得到工件表面上的喷焊层，测量喷焊层厚度为2.34mm；
步骤六：将步骤五得到的工件冷却到室温，使用线切割设备，将工件切割成需求规格，再利用砂纸将喷焊层及侧面进行打磨至平整光滑，即得到工件成品工件。
实施例2：
一种WC颗粒和铁基合金粉末的等离子喷焊方法，包括如下步骤：
步骤一：对待焊接工件表面杂质去除，并进行清洗、打磨处理；
步骤二：将碳化钨颗粒和铁基合金粉末按1:1.2的重量比例分别加入到等离子喷焊设备中对应的送粉器内，碳化钨颗粒送粉器的出粉口设置等离子弧后面，采用碳化钨颗粒为后送粉的工作方式；
步骤三：设置等离子喷焊设备的工作电流为120A，工作电压为18V，并采用纯氩气作为保护气体以及电离气体，其中，保护气体的流量设置为700L/h，电离气体的流量设置为300L/h；
步骤四：采用纯氩气作为送粉气体和后送粉气体，送粉气体流量设置为 300L/h，后送粉气体流量设置为420L/h，后送粉工作电压为10V，将等离子喷焊设备的喷嘴对准工件表面，喷嘴与工件表面呈90°角设置，对工件进行一次喷焊作业，喷嘴与工件表面距离为10mm，喷嘴的行走速度为90mm/min，两种粉末是同时熔覆在工件表面上的，得到一次喷焊工件；
步骤五：步骤四喷焊操作结束后，采用纯氩气作为送粉气体和后送粉气体，送粉气体流量设置为200L/h，后送粉气体流量设置为320L/h，后送粉工作电压为10V，将等离子喷焊设备的喷嘴对准一次喷焊工件表面，将喷嘴与一次喷焊工件表面呈45°角设置，对一次喷焊工件进行二次喷焊作业，喷嘴与一次喷焊工件表面距离为8mm，喷嘴的行走速度为120mm/min，两种粉末是同时熔覆在工件表面上的，得到工件表面上的喷焊层，测量喷焊层厚度为2.88mm；
步骤六：将步骤五得到的工件冷却到室温，使用线切割设备，将工件切割成需求规格，再利用砂纸将喷焊层及侧面进行打磨至平整光滑，即得到工件成品工件。
实施例3：
一种WC颗粒和铁基合金粉末的等离子喷焊方法，包括如下步骤：
步骤一：对待焊接工件表面杂质去除，并进行清洗、打磨处理；
步骤二：将碳化钨颗粒和铁基合金粉末按1:1.5的重量比例分别加入到等离子喷焊设备中对应的送粉器内，碳化钨颗粒送粉器的出粉口设置等离子弧后面，采用碳化钨颗粒为后送粉的工作方式；
步骤三：设置等离子喷焊设备的工作电流为130A，工作电压为20V，并采用纯氩气作为保护气体以及电离气体，其中，保护气体的流量设置为745L/h，电离气体的流量设置为325L/h；
步骤四：采用纯氩气作为送粉气体和后送粉气体，送粉气体流量设置为 325L/h，后送粉气体流量设置为440L/h，后送粉工作电压为10V，将等离子喷焊设备的喷嘴对准工件表面，喷嘴与工件表面呈90°角设置，对工件进行一次喷焊作业，喷嘴与工件表面距离为10mm，喷嘴的行走速度为90mm/min，两种粉末是同时熔覆在工件表面上的，得到一次喷焊工件；
步骤五：步骤四喷焊操作结束后，采用纯氩气作为送粉气体和后送粉气体，送粉气体流量设置为220L/h，后送粉气体流量设置为355L/h，后送粉工作电压为10V，将等离子喷焊设备的喷嘴对准一次喷焊工件表面，将喷嘴与一次喷焊工件表面呈45°角设置，对一次喷焊工件进行二次喷焊作业，喷嘴与一次喷焊工件表面距离为8mm，喷嘴的行走速度为120mm/min，两种粉末是同时熔覆在工件表面上的，得到工件表面上的喷焊层，测量喷焊层厚度为3.67mm；
步骤六：将步骤五得到的工件冷却到室温，使用线切割设备，将工件切割成需求规格，再利用砂纸将喷焊层及侧面进行打磨至平整光滑，即得到工件成品工件。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种WC颗粒和铁基合金粉末的等离子喷焊方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：对待焊接工件表面杂质去除，并进行清洗、打磨处理；
步骤二：将碳化钨颗粒和铁基合金粉末分别加入到等离子喷焊设备中对应的送粉器内，碳化钨颗粒送粉器的出粉口设置等离子弧后面，采用碳化钨颗粒为后送粉的工作方式；
步骤三：将等离子喷焊设备的工作电流和工作电压设置好，并采用纯氩气作为保护气体以及电离气体，并设置好保护气体的流量和电离气体的流量；
步骤四：采用纯氩气作为送粉气体和后送粉气体，送粉气体流量设置在280L/h-320L/h范围内，后送粉气体流量设置在400L/h-440L/h范围内，后送粉工作电压为10V，将等离子喷焊设备的喷嘴对准工件表面，喷嘴与工件表面呈90°角设置，对工件进行一次喷焊作业，喷嘴与工件表面距离为10mm，喷嘴的行走速度为90mm/min，两种粉末是同时熔覆在工件表面上的，得到一次喷焊工件；
步骤五：步骤四喷焊操作结束后，采用纯氩气作为送粉气体和后送粉气体，送粉气体流量设置在200L/h-260L/h范围内，后送粉气体流量设置在300L/h-340L/h范围内，后送粉工作电压为10V，将等离子喷焊设备的喷嘴对准一次喷焊工件表面，将喷嘴与一次喷焊工件表面呈45°角设置，对一次喷焊工件进行二次喷焊作业，喷嘴与一次喷焊工件表面距离为8mm，喷嘴的行走速度为120mm/min，两种粉末是同时熔覆在工件表面上的，得到工件表面上的喷焊层；
步骤六：将步骤五得到的工件冷却到室温，使用线切割设备，将工件切割成需求规格，再利用砂纸将喷焊层及侧面进行打磨至平整光滑，即得到工件成品工件。
2.根据权利要求1所述的一种WC颗粒和铁基合金粉末的等离子喷焊方法,其特征在于，所述步骤二中碳化钨颗粒和铁基合金粉末的重量配比为1:1-1：1.5。
3.根据权利要求1所述的一种WC颗粒和铁基合金粉末的等离子喷焊方法,其特征在于，所述步骤三中等离子喷焊设备的工作电流在110A-130A范围内，工作电压在16V-20V范围内。
4.根据权利要求1所述的一种WC颗粒和铁基合金粉末的等离子喷焊方法,其特征在于，所述步骤三中保护气体的流量在650L/h-750L/h范围内，电离气体的流量260L/h-350L/h范围内。
5.根据权利要求1所述的一种WC颗粒和铁基合金粉末的等离子喷焊方法,其特征在于，所述步骤五中喷焊层的厚度在2-4mm。
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