CN110424005A - 一种易磨损的金属件表面等离子熔覆方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种易磨损的金属件表面等离子熔覆方法，包括S1、制作耐磨损金属件表面涂层材料；S2、对易磨损的金属件进行预处理：S3、将耐磨损金属件表面涂层材料等离子熔覆到易磨损金属件的表面和S4、等离子熔覆后处理，制得成品这四个步骤，制作时，采用等离子熔覆技术，对易磨损金属件表面进行熔覆处理，获得耐磨涂层，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；且以Al、Ni、Cr、Si、C、Ti和Fe为原料制备的耐磨涂层熔覆于易磨损金属件表面后，能够有效提高易磨损金属件的耐磨性、耐腐蚀性及耐冲击性，延长了易磨损金属件的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及金属表面强化工艺技术领域，具体为一种易磨损的金属件表面等离子熔覆方法。
背景技术
随着国民经济和基本建设的持续发展，国家重点工程和大型工程中使用的金属件防磨损的要求也越来越高，而现有的工程中使用的金属件通常都是使用电弧工艺涂抹一层耐磨损涂层，这种方式制成的金属件耐磨损性能较差，在长期作业后，容易被损坏，增加了国家工程用具的制造成本。为此，亟需要一种提高金属件耐磨损涂层的方法，为此，本发明提出一种易磨损的金属件表面等离子熔覆方法，利用等离子熔覆表面处理技术，有效将生产成本，提高制作效率，具有良好的应用前景。
发明内容
本发明的目的在于提供一种易磨损的金属件表面等离子熔覆方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种易磨损的金属件表面等离子熔覆方法，包括如下步骤：
S1、制作耐磨损金属件表面涂层材料；
S2、对易磨损的金属件进行预处理：
S3、将耐磨损金属件表面涂层材料等离子熔覆到易磨损金属件的表面；
S4、等离子熔覆后处理，制得成品。
作为本发明一种优选的技术方案，所述步骤S1制作耐磨损金属件表面涂层材料的方法，包括以下几个步骤：
S11、准备原材料：
该用于易磨损金属件的耐磨金属涂层的组分按质量百分比为：Al：24～30％、Ni：4～6％、Cr：4～4.5％、Si：2～3％、C：2～3％、Ti：1.5～2.5％、余量为Fe；
S12、将步骤S11中所述的原料放入熔炼炉中，将炉温升至1350～1360℃，在1350～1360℃的温度下熔炼1～3小时，搅拌均匀，然后将温度降至为770～780℃，然后保温3～5小时之后，空冷至410～440℃，然后以9～11℃/s的速度水冷至220～230℃，再空冷至室温；
S13、将步骤S12得到的材料放入球磨机中，将温度增加至500℃，保温1～2小时，然后启动球磨机磨粉，再将温度增加至600～650℃，保温1～2小时，再降低至350～360℃，粉碎，过150～180目筛，得涂层粉末颗粒物；
S14、将涂层粉末颗粒物均匀摊开后放入真空干燥箱内，抽真空，并将温度调节为200～300℃，保温3～5小时，制得耐磨损金属件表面涂层材料。
作为本发明一种优选的技术方案，所述步骤S2对易磨损的金属件进行预处理的方法，包括以下几个步骤：
S21、用丙酮和无水乙醇的混合物清洗易磨损金属件，将易磨损金属件表面的油污、锈迹清除，再使用清水清洗易磨损金属件，并进行干燥处理；
S22、对干燥后的易磨损金属件进行喷砂处理，喷砂工艺为：喷砂气体压力0.4～0.5MPa，喷砂距离100～150mm，喷砂角度60～90°；
S23、对喷砂处理后的易磨损金属件进行表面净化处理，并将其吹干备用。
作为本发明一种优选的技术方案，所述步骤S3将耐磨损金属件表面涂层材料等离子熔覆到易磨损金属件表面的方法，包括以下几个步骤：
S31、将中处理过后的易磨损金属件放置在等离子熔覆系统工作台上；
S32、将中得到的耐磨损金属件表面涂层材料置于送粉器中，开启等离子熔覆系统，在易磨损金属件的易磨损部位表面上熔覆耐磨损金属件表面涂层材料，在高温等离子弧的作用下，耐磨损金属件表面涂层材料与易磨损金属件的易磨损部位表面熔化并迅速凝固，在易磨损部位表面形成耐磨涂层；
S33、熔覆完成后，关闭等离子熔覆系统。
作为本发明一种优选的技术方案，所述步骤S4等离子熔覆后处理，制得成品的方法，包括以下几个步骤：
S41、对熔覆后的易磨损金属件进行固溶处理，固溶处理工艺为随炉升温，温度为815～830℃，保温时间为2～5个小时后，冷却；
S42、对固溶处理处理后的熔覆后的易磨损金属件进行时效处理，时效工艺为到温入炉，温度为500～520℃，保温时间为3～4个小时，冷却；
S43、对冷却后的熔覆后的易磨损金属件进行性能测试，测试合格即可制得耐磨损金属件成品。
作为本发明一种优选的技术方案，步骤S12中所述将原料放入熔炼炉中的顺序为按熔点从低到高依次加入。
作为本发明一种优选的技术方案，步骤S32中所述的在易磨损金属件的易磨损部位表面上熔覆耐磨损金属件表面涂层材料的厚度为0.8-1.2mm。
作为本发明一种优选的技术方案，步骤S32中等离子熔覆系统的熔覆电流为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。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明一种易磨损的金属件表面等离子熔覆方法，采用等离子熔覆技术，对易磨损金属件表面进行熔覆处理，获得耐磨涂层，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；且以Al、Ni、Cr、Si、C、Ti和Fe为原料制备的耐磨涂层熔覆于易磨损金属件表面后，能够有效提高易磨损金属件的耐磨性、耐腐蚀性及耐冲击性，延长了易磨损金属件的使用寿命。
具体实施方式
以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例：本发明提供一种技术方案：一种易磨损的金属件表面等离子熔覆方法，包括如下步骤：
S1、制作耐磨损金属件表面涂层材料；
S2、对易磨损的金属件进行预处理：
S3、将耐磨损金属件表面涂层材料等离子熔覆到易磨损金属件的表面；
S4、等离子熔覆后处理，制得成品。
进一步的，所述步骤S1制作耐磨损金属件表面涂层材料的方法，包括以下几个步骤：
S11、准备原材料：
该用于易磨损金属件的耐磨金属涂层的组分按质量百分比为：Al：24～30％、Ni：4～6％、Cr：4～4.5％、Si：2～3％、C：2～3％、Ti：1.5～2.5％、余量为Fe；
S12、将步骤S11中所述的原料放入熔炼炉中，将炉温升至1350～1360℃，在1350～1360℃的温度下熔炼1～3小时，搅拌均匀，然后将温度降至为770～780℃，然后保温3～5小时之后，空冷至410～440℃，然后以9～11℃/s的速度水冷至220～230℃，再空冷至室温；
S13、将步骤S12得到的材料放入球磨机中，将温度增加至500℃，保温1～2小时，然后启动球磨机磨粉，再将温度增加至600～650℃，保温1～2小时，再降低至350～360℃，粉碎，过150～180目筛，得涂层粉末颗粒物；
S14、将涂层粉末颗粒物均匀摊开后放入真空干燥箱内，抽真空，并将温度调节为200～300℃，保温3～5小时，制得耐磨损金属件表面涂层材料。
进一步的，所述步骤S2对易磨损的金属件进行预处理的方法，包括以下几个步骤：
S21、用丙酮和无水乙醇的混合物清洗易磨损金属件，将易磨损金属件表面的油污、锈迹清除，再使用清水清洗易磨损金属件，并进行干燥处理；
S22、对干燥后的易磨损金属件进行喷砂处理，喷砂工艺为：喷砂气体压力0.4～0.5MPa，喷砂距离100～150mm，喷砂角度60～90°；
S23、对喷砂处理后的易磨损金属件进行表面净化处理，并将其吹干备用。
进一步的，所述步骤S3将耐磨损金属件表面涂层材料等离子熔覆到易磨损金属件表面的方法，包括以下几个步骤：
S31、将中处理过后的易磨损金属件放置在等离子熔覆系统工作台上；
S32、将中得到的耐磨损金属件表面涂层材料置于送粉器中，开启等离子熔覆系统，在易磨损金属件的易磨损部位表面上熔覆耐磨损金属件表面涂层材料，在高温等离子弧的作用下，耐磨损金属件表面涂层材料与易磨损金属件的易磨损部位表面熔化并迅速凝固，在易磨损部位表面形成耐磨涂层；
S33、熔覆完成后，关闭等离子熔覆系统。
进一步的，所述步骤S4等离子熔覆后处理，制得成品的方法，包括以下几个步骤：
S41、对熔覆后的易磨损金属件进行固溶处理，固溶处理工艺为随炉升温，温度为815～830℃，保温时间为2～5个小时后，冷却；
S42、对固溶处理处理后的熔覆后的易磨损金属件进行时效处理，时效工艺为到温入炉，温度为500～520℃，保温时间为3～4个小时，冷却；
S43、对冷却后的熔覆后的易磨损金属件进行性能测试，测试合格即可制得耐磨损金属件成品。
进一步的，步骤S12中所述将原料放入熔炼炉中的顺序为按熔点从低到高依次加入。
进一步的，步骤S32中所述的在易磨损金属件的易磨损部位表面上熔覆耐磨损金属件表面涂层材料的厚度为0.8-1.2mm。
进一步的，步骤S32中等离子熔覆系统的熔覆电流为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。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种易磨损的金属件表面等离子熔覆方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、制作耐磨损金属件表面涂层材料；
S2、对易磨损的金属件进行预处理：
S3、将耐磨损金属件表面涂层材料等离子熔覆到易磨损金属件的表面；
S4、等离子熔覆后处理，制得成品。
2.根据权利要求1所述的一种易磨损的金属件表面等离子熔覆方法，其特征在于：所述步骤S1制作耐磨损金属件表面涂层材料的方法，包括以下几个步骤：
S11、准备原材料：
该用于易磨损金属件的耐磨金属涂层的组分按质量百分比为：Al：24～30％、Ni：4～6％、Cr：4～4.5％、Si：2～3％、C：2～3％、Ti：1.5～2.5％、余量为Fe；
S12、将步骤S11中所述的原料放入熔炼炉中，将炉温升至1350～1360℃，在1350～1360℃的温度下熔炼1～3小时，搅拌均匀，然后将温度降至为770～780℃，然后保温3～5小时之后，空冷至410～440℃，然后以9～11℃/s的速度水冷至220～230℃，再空冷至室温；
S13、将步骤S12得到的材料放入球磨机中，将温度增加至500℃，保温1～2小时，然后启动球磨机磨粉，再将温度增加至600～650℃，保温1～2小时，再降低至350～360℃，粉碎，过150～180目筛，得涂层粉末颗粒物；
S14、将涂层粉末颗粒物均匀摊开后放入真空干燥箱内，抽真空，并将温度调节为200～300℃，保温3～5小时，制得耐磨损金属件表面涂层材料。
3.根据权利要求1所述的一种易磨损的金属件表面等离子熔覆方法，其特征在于：所述步骤S2对易磨损的金属件进行预处理的方法，包括以下几个步骤：
S21、用丙酮和无水乙醇的混合物清洗易磨损金属件，将易磨损金属件表面的油污、锈迹清除，再使用清水清洗易磨损金属件，并进行干燥处理；
S22、对干燥后的易磨损金属件进行喷砂处理，喷砂工艺为：喷砂气体压力0.4～0.5MPa，喷砂距离100～150mm，喷砂角度60～90°；
S23、对喷砂处理后的易磨损金属件进行表面净化处理，并将其吹干备用。
4.根据权利要求1所述的一种易磨损的金属件表面等离子熔覆方法，其特征在于：所述步骤S3将耐磨损金属件表面涂层材料等离子熔覆到易磨损金属件表面的方法，包括以下几个步骤：
S31、将处理过后的易磨损金属件放置在等离子熔覆系统工作台上；
S32、将得到的耐磨损金属件表面涂层材料置于送粉器中，开启等离子熔覆系统，在易磨损金属件的易磨损部位表面上熔覆耐磨损金属件表面涂层材料，在高温等离子弧的作用下，耐磨损金属件表面涂层材料与易磨损金属件的易磨损部位表面熔化并迅速凝固，在易磨损部位表面形成耐磨涂层；
S33、熔覆完成后，关闭等离子熔覆系统。
5.根据权利要求1所述的一种易磨损的金属件表面等离子熔覆方法，其特征在于：所述步骤S4等离子熔覆后处理，制得成品的方法，包括以下几个步骤：
S41、对熔覆后的易磨损金属件进行固溶处理，固溶处理工艺为随炉升温，温度为815～830℃，保温时间为2～5个小时后，冷却；
S42、对固溶处理处理后的熔覆后的易磨损金属件进行时效处理，时效工艺为到温入炉，温度为500～520℃，保温时间为3～4个小时，冷却；
S43、对冷却后的熔覆后的易磨损金属件进行性能测试，测试合格即可制得耐磨损金属件成品。
6.根据权利要求2所述的一种易磨损的金属件表面等离子熔覆方法，其特征在于：步骤S12中所述将原料放入熔炼炉中的顺序为按熔点从低到高依次加入。
7.根据权利要求4所述的一种易磨损的金属件表面等离子熔覆方法，其特征在于：步骤S32中所述的在易磨损金属件的易磨损部位表面上熔覆耐磨损金属件表面涂层材料的厚度为0.8-1.2mm。
8.根据权利要求4所述的一种易磨损的金属件表面等离子熔覆方法，其特征在于：步骤S32中等离子熔覆系统的熔覆电流为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。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20191108 |
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