CN108611637A - 一种金属易磨损件表面等离子熔覆方法 - Google Patents
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Abstract
一种金属易磨损件表面等离子熔覆方法，属于表面强化工艺技术领域。包括如下步骤：将待熔覆的金属易磨损件放置在等离子熔覆系统工作台上；将合金粉末置于120℃的真空环境进行干燥处理，以除去粉末中的水分，增强粉末的流动性及传送时的均匀性；将干燥好的合金粉末置于送粉器中，开启等离子熔覆系统，在金属易磨损件的易磨损表面上熔覆合金粉末，在高温等离子弧的作用下，合金粉末与易磨损部位表面熔化并迅速凝固，在易磨损部位表面形成铁基耐磨涂层，涂层厚度为2‑5mm；熔覆完成后，关闭等离子熔覆系统。采用本发明熔覆的金属耐磨件，有效提高金属易磨损件的易磨损部位耐磨性、耐腐蚀性及耐冲击性，延长了金属易磨损件的使用寿命。
Description
技术领域
本发明属于表面强化工艺技术领域，特别是涉及一种金属易磨损件表面等离子熔覆方法。即采用等离子熔覆技术在金属易磨损件(如农用秸秆切割刀)表面形成耐磨涂层，该方法可广泛应用于农用刀具耐磨性研究领域。
背景技术
目前，国产的农用刀具硬度低，耐磨损性能较差，大多选用进口的刀具，增加了农机具的制造成本。近年来兴起的等离子熔覆表面处理技术，成本低且效率高，具有良好的应用前景。
农用秸秆割刀在作业过程中除了要具有较强的锋利性、利磨性外，还要求有较强的耐磨性。在切割秸秆的过程中，割刀会受到秸秆汁液和粘附砂土的腐蚀及磨损，刃口变钝，切割能力变差，作业效率降低。
发明内容
针对上述存在的技术问题，克服上述农用秸秆割刀表面强化的不足,本发明提供一种金属易磨损件表面等离子熔覆方法，对农用秸秆割刀表面进行等离子熔覆处理，可有效解决农用秸秆割刀耐磨性、耐腐蚀性和耐冲击性等问题，延长农用秸秆割刀的使用寿命。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
本发明一种金属易磨损件表面等离子熔覆方法，包括如下步骤：
S1：将金属易磨损件放置在等离子熔覆系统工作台上；
S2：将合金粉末置于120℃的真空环境进行干燥处理，以除去粉末中的水分，增强粉末的流动性及传送时的均匀性；
S3：将步骤S2中干燥好的合金粉末置于送粉器中，开启等离子熔覆系统，在金属易磨损件的易磨损部位表面上熔覆合金粉末，在高温等离子弧的作用下，合金粉末与易磨损部位表面熔化并迅速凝固，在易磨损部位表面形成铁基耐磨涂层，涂层厚度为2-5mm；
S4：熔覆完成后，关闭等离子熔覆系统。
进一步地，所述金属易磨损件在试验前进行预处理，即用丙酮对金属易磨损件的易磨损部位表面进行清洗处理，以去除表面油脂。
进一步地，所述合金粉末按重量百分比含有以下成分：C：4-4.5％、Cr：
24-30％、Si：2-3％、Ni：4-6％、W：2-3％、B：1.5-2.5％、余量Fe。
进一步地，所述合金粉末粒度为100-200目。
进一步地，所述步骤(3)中所述堆焊机电源电压为220V，额定功率为6KVA，维弧电流2～10A，气体延长时间1～20s，输出电流为2～200A，电流上升时间0～2s，电流下降时间0～2s，送粉速度为1～100r/min。
进一步地，所述步骤(3)中熔覆过程中，熔覆电流为120A，基值电流45A，电流上升时间及下降时间固定0.3s，扫描速度为90mm/min，送粉速度为35r/min，焊枪喷嘴距基体表面距离为7mm，离子气流量为1L/h，保护气流量为5L/h，送粉气流量为3L/h。
进一步地，所述步骤(3)中焊枪沿着垂直于金属易磨损件的易磨损部位外侧边缘线方向弓型折线行走，焊枪行走轨迹覆盖易磨损部位。
进一步地，所述弓型折线的搭接率为30-35％。
与现有技术相比，本发明的有益技术效果为：
本发明的等离子熔覆方法，采用等离子熔覆技术，对割刀表面进行熔覆处理，获得铁基耐磨涂层。该工艺具有熔覆层性能好、结合强度高、热量集中、作用时间短、熔覆区热影响小等优点，且铁基合金粉末价格低廉，熔覆于农用秸秆割刀表面后，有效提高割刀刀刃耐磨性、耐腐蚀性及耐冲击性，延长了农用秸秆割刀的使用寿命。
附图说明
图1为本发明中焊枪行走轨迹示意图
图2为本发明中秸秆切割刀形状示意图
图中：1.刃口，2.刀刃，3.切割刀基体，4.内侧弧线。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细描述。
实施例1：本例用于农用秸秆切割刀表面等离子熔覆。如图1、图2所示，具体方法按照以下步骤进行：
(1)试验前用丙酮对农用秸秆切割刀的刀刃2表面进行清洗处理，以去除表面油脂；
(2)将农用秸秆割刀放置在等离子熔覆系统工作台上；
(3)将合金粉末置于120℃的真空环境进行干燥处理，以除去粉末中的水分，增强粉末的流动性及传送时的均匀性；所述的合金粉末按重量百分比含有以下成分：C 4-4.5％、Cr 24-30％、Si 2-3％、Ni 4-6％、W 2-3％、B 1.5-2.5％、余量Fe，粉末粒度为150-200目；
(4)将干燥好的合金粉末置于送粉器中，开启等离子熔覆系统，采用脉冲焊在刀刃2表面上熔覆铁基合金粉末，在高温等离子弧的作用下，合金粉末与刀刃2表面熔化并迅速凝固，从而在刀刃2表面形成铁基耐磨涂层，涂层厚度为2-5mm。堆焊机电源电压为220V，额定功率为6KVA，维弧电流2～10A，气体延长时间1～20s，输出电流为2～200A，电流上升时间0～2s，电流下降时间0～2s，送粉速度为1～100r/min；
(5)设定熔覆过程中的工艺参数及焊枪行走轨迹，焊接电流为120A，基值电流固定45A，电流上升时间及下降时间固定0.3s，扫描速度为90mm/min，送粉速度为35r/min，焊枪喷嘴距基体表面距离为7mm，离子气流量为1.0L/h，保护气流量为5L/h，送粉气流量为3L/h。焊枪沿着垂直于刃口1方向弓型行走，焊枪在行走至距刃口1处2-3mm及刀刃的内侧弧线4时立即返回，由于该秸秆切割刀刃为斜面，靠熔池流动的惯性流至刃口1处，避免了等离子弧直接作用在较薄的刃口1处，导致刃口1因过度熔化而出现缺口；
(6)熔覆完成后，关闭等离子熔覆系统。
实施例2：本例与实施例1不同的是：本例中所述的合金粉末按重量百分比含有以下成分：C：4％、Cr：24％、Si：2％、Ni：4.5％、W：3％、B：2％、余量Fe，粉末粒度为100-150目。堆焊机电源电压为220V，额定功率为6KVA，维弧电流2～10A，气体延长时间1～20s，输出电流为2～200A，电流上升时间0～2s，电流下降时间0～2s，送粉速度为1～100r/min。设定熔覆过程中的工艺参数，焊接电流为95A，扫描速度为75mm/min，送粉速度为25r/min，其他参数同实施例1。
实施例3：本例与实施例1不同的是：本例中所述的合金粉末按重量百分比含有以下成分：C：4％、Cr：27.5％、Si：2.5％、Ni：4％、W：2.5％、B：2％、余量Fe，粉末粒度为100-150目。堆焊机电源电压为220V，额定功率为6KVA，维弧电流2～10A，气体延长时间1～20s，输出电流为2～200A，电流上升时间0～2s，电流下降时间0～2s，送粉速度为1～100r/min。设定熔覆过程中的工艺参数，焊接电流为85A，扫描速度为70mm/min，送粉速度为20r/min，其他参数同实施例1。
实施例4：本例与实施例1不同的是：本例中所述的合金粉末按重量百分比含有以下成分：C：4.25％、Cr：28％、Si：2.5％、Ni：5％、W:2.5％、B:2％、余量Fe，粉末粒度为100-150目。堆焊机电源电压为220V，额定功率为6KVA，维弧电流2～10A，气体延长时间1～20s，输出电流为2～200A，电流上升时间0～2s，电流下降时间0～2s，送粉速度为1～100r/min。设定熔覆过程中的工艺参数，焊接电流为90A，扫描速度为75mm/min，送粉速度为20r/min，其他参数同实施例1。
实施例5：本例与实施例1不同的是：本例中所述的合金粉末按重量百分比含有以下成分：C:4.4％、Cr:26％、Si:2.2％、Ni:4.5％、W:2.8％、B:2.2％、余量Fe，粉末粒度为150-200目。堆焊机电源电压为220V，额定功率为6KVA，维弧电流2～10A，气体延长时间1～20s，输出电流为2～200A，电流上升时间0～2s，电流下降时间0～2s，送粉速度为1～100r/min。设定熔覆过程中的工艺参数，焊接电流为90A，扫描速度为60mm/min，送粉速度为15r/min，其他同实施例1。
Claims (8)
1.一种金属易磨损件表面等离子熔覆方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1：将金属易磨损件放置在等离子熔覆系统工作台上；
S2：将合金粉末置于120℃的真空环境进行干燥处理，以除去粉末中的水分，增强粉末的流动性及传送时的均匀性；
S3：将步骤S2中干燥好的合金粉末置于送粉器中，开启等离子熔覆系统，在金属易磨损件的易磨损部位表面上熔覆合金粉末，在高温等离子弧的作用下，合金粉末与易磨损部位表面熔化并迅速凝固，在易磨损部位表面形成铁基耐磨涂层，涂层厚度为2-5mm；
S4：熔覆完成后，关闭等离子熔覆系统。
2.根据权利要求1所述金属易磨损件表面等离子熔覆方法，其特征在于：所述金属易磨损件在试验前进行预处理，即用丙酮对金属易磨损件的易磨损部位表面进行清洗处理，以去除表面油脂。
3.根据权利要求1所述金属易磨损件表面等离子熔覆方法，其特征在于：所述合金粉末按重量百分比含有以下成分：C：4-4.5％、Cr：24-30％、Si：2-3％、Ni：4-6％、W：2-3％、B：1.5-2.5％、余量Fe。
4.根据权利要求1或3所述金属易磨损件表面等离子熔覆方法，其特征在于：所述合金粉末粒度为100-200目。
5.根据权利要求1所述金属易磨损件表面等离子熔覆方法，其特征在于：所述步骤(3)中所述堆焊机电源电压为220V，额定功率为6KVA，维弧电流2～10A，气体延长时间1～20s，输出电流为2～200A，电流上升时间0～2s，电流下降时间0～2s，送粉速度为1～100r/min。
6.根据权利要求1所述金属易磨损件表面等离子熔覆方法，其特征在于：所述步骤(3)中熔覆过程中，熔覆电流为120A，基值电流45A，电流上升时间及下降时间固定0.3s，扫描速度为90mm/min，送粉速度为35r/min，焊枪喷嘴距基体表面距离为7mm，离子气流量为1L/h，保护气流量为5L/h，送粉气流量为3L/h。
7.根据权利要求1所述金属易磨损件表面等离子熔覆方法，其特征在于：所述步骤(3)中焊枪沿着垂直于金属易磨损件的易磨损部位外侧边缘线方向弓型折线行走，焊枪行走轨迹覆盖易磨损部位。
8.根据权利要求1所述金属易磨损件表面等离子熔覆方法，其特征在于：所述弓型折线的搭接率为30-35％。
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| GR01 | Patent grant | ||
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Granted publication date: 20200529 |