CN110605358A - 耐磨支重轮、履带式底盘及耐磨支重轮的制备方法 - Google Patents

耐磨支重轮、履带式底盘及耐磨支重轮的制备方法 Download PDF

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Abstract

本公开提供了一种耐磨支重轮、履带式底盘及耐磨支重轮的制备方法。所述耐磨支重轮包括支重轮轮体,所述支重轮轮体包括:支重轮轮体基体;第一耐磨涂层,通过消失模负压铸渗工艺一体形成于所述支重轮轮体基体径向外侧的周向表面;和第二耐磨涂层,通过反应超音速火焰喷涂工艺形成于所述第一耐磨涂层表面。所述履带式底盘包括前述耐磨支重轮。所述制备方法包括采用消失模负压铸渗工艺使第一耐磨涂层形成于支重轮轮体基体上和采用反应超音速火焰喷涂工艺使第二耐磨涂层形成于第一耐磨涂层上。本公开有利于提高支重轮的耐磨性能。

Description

耐磨支重轮、履带式底盘及耐磨支重轮的制备方法
技术领域
本公开涉及工程机械技术领域,特别涉及一种耐磨支重轮、履带式底盘及耐磨支重轮的制备方法。
背景技术
履带式工程机械采用履带式底盘作为行走机构。支重轮是履带式底盘的关键零件,主要发挥支撑设备自重及载荷的作用,使得履带式底盘正常工作,推进工程机械正常行走。
支重轮轮体材料通常采用50Mn、40Mn2、42CrMo等材料,采用铸造或锻造工艺进行成型,机加工后再进行热处理强化。热处理一般都采用调质处理。之后还需要对支重轮轮体进行表面淬火,表面硬度需要在48~56HRC,以增加支重轮轮体工作表面的耐磨性。
然而,支重轮轮体表面处理通常会因成本与工艺等的问题,导致处理效果不佳,达不到应有的耐磨性能,从而导致支重轮轮体常因过早磨损而失效,进而破坏履带式工程机械的机动性。另外,支重轮轮体锻造受工艺与精度限制,其锻件一般为支重轮半轮体,半轮体经调质处理后再进行粗车加工,然后将两件半轮体焊接为一个轮体,最后进行表面淬火与精加工。对于较大吨位的履带式工程机械,支重轮锻件往往需要大型锻压设备,一方面设备成本较高,另一方面生产周期较长。而机加工前后需要多道热处理工序进行配合。因此,加工过程中需要多次加热,工艺繁琐,能耗也较大,不利于环保。同时,表面淬火限于零件形状及技术发展瓶颈,所能达到的硬度是有限的,导致表面耐磨性的提升也是有限的。
发明内容
本公开的目的在于提供一种耐磨支重轮、履带式底盘及耐磨支重轮的制备方法,以提高支重轮轮体的耐磨性。
本公开第一方面提供一种耐磨支重轮,包括支重轮轮体,所述支重轮轮体包括:
支重轮轮体基体;
第一耐磨涂层,通过消失模负压铸渗工艺一体形成于所述支重轮轮体基体径向外侧的周向表面;和
第二耐磨涂层,通过反应超音速火焰喷涂工艺形成于所述第一耐磨涂层表面。
进一步地,制造所述支重轮轮体基体的基体材料为硅锰钢,所述硅锰钢的化学成分为:含量为0.16%~0.20%的C,含量为1.4%~1.7%的Si,含量为1.3%~1.8%的Mn,含量为0.4%~0.7%的Cr,含量为0.02%的P,含量为0.01%的S,余量为Fe与不可避免的杂质,以重量百分比计。
进一步地,所述第一耐磨涂层为颗粒增强钢基表面复合涂层。
进一步地,制造所述第一耐磨涂层的材料包括第一耐磨涂层粉料,所述第一耐磨涂层粉料包括:含量为40%~44%的增强颗粒,含量为20%~22%的高碳铬铁粉,含量为8%的PVB,含量为30%~33%的EPS,含量为2%的CMC,含量为0.1%的正辛醇,以体积百分比计。
进一步地,所述增强颗粒包括WC,SiC,TiC,B4C,Al2O3,TiN,BN或ZrO2中的至少一种。
进一步地,制造所述第二耐磨涂层的材料包括第二耐磨涂层粉料,所述第二耐磨涂层粉料包括:含量为35%~60%的Ti,含量为20%~50%的Ni和含量为12%~25%的B4C,以重量百分比计。
进一步地,所述第二耐磨涂层的厚度为0.25mm~0.3mm。
本公开的第二方面提供一种履带式底盘,包括本公开第一方面中任一项所述的耐磨支重轮。
本公开第三方面提供一种本公开第一方面中任一项所述的耐磨支重轮的制备方法,包括:
制备用于形成第一耐磨涂层的第一耐磨涂层软膏剂;
制备铸造消失模模型,所述铸造消失模模型包括按所述支重轮轮体基体的尺寸制作的消失模模型本体和设置于所述消失模模型本体的与所述支重轮轮体基体径向外侧的周向表面对应的表面的所述第一耐磨涂层软膏剂;
制备用于形成支重轮轮体基体的基体材料;
采用所述基体材料和所述铸造消失模模型通过消失模负压铸渗工艺制造支重轮轮体铸件,所述支重轮轮体铸件包括所述支重轮轮体基体和在所述支重轮轮体基体径向外侧的周向表面一体形成的所述第一耐磨涂层;
制备用于形成第二耐磨涂层的第二耐磨涂层喷涂粉末;
通过反应超音速火焰喷涂工艺将所述第二耐磨涂层喷涂粉末涂覆于所述支重轮轮体铸件的所述第一耐磨涂层表面。
进一步地,制备所述第一耐磨涂层软膏剂包括:
按组分比例准备第一耐磨涂层粉料;
对所述第一耐磨涂层粉料进行机械球磨混合,得到混合均匀的第一耐磨涂层粉末;和
在所述第一耐磨涂层粉末中加入溶剂进行搅拌,得到所述第一耐磨涂层软膏剂。
进一步地,制备所述第二耐磨涂层喷涂粉末包括:
按组分比例准备第二耐磨涂层粉料;
对所述第二耐磨涂层粉料进行机械球磨混合,得到混合均匀的第二耐磨涂层原料粉末;
在所述第二耐磨涂层原料粉末中加入粘合剂进行团聚制粉,经过筛分得到第二耐磨涂层喷涂粉末。
进一步地,制备所述铸造消失模模型包括:
按所述支重轮轮体基体的尺寸制作所述消失模模型本体;
在所述消失模模型本体的与所述支重轮轮体基体径向外侧的周向表面对应的表面均匀涂覆所述第一耐磨涂层软膏剂;
对所述第一耐磨涂层软膏剂进行快速烘干;
在所述消失模模型本体的外表面均匀涂覆防粘砂涂料,继续烘干形成所述铸造消失模模型。
进一步地,在形成所述第二耐磨涂层之前,还包括对所述支重轮轮体铸件进行热处理。
进一步地,对所述支重轮轮体铸件进行热处理包括:
在温度为850~870℃的条件下加热所述支重轮轮体铸件1.5h;
对加热后的所述支重轮轮体铸件进行水淬处理;
在温度为190~210℃的条件下对水淬处理后的所述支重轮轮体铸件保温1h;和
对保温后的所述支重轮轮体铸件进行空冷处理。
进一步地,对所述支重轮轮体铸件进行热处理之前,还包括:清理所述支重轮轮体铸件表面和打磨所述支重轮轮体铸件表面;对所述支重轮轮体铸件进行热处理后,还包括:对所述支重轮轮体铸件表面进行二次打磨,清洗二次打磨后的所述支重轮轮体铸件,和烘干清洗后的所述支重轮轮体铸件。
基于本公开提供的耐磨支重轮、履带式底盘及耐磨支重轮制备方法,与现有技术相比,本公开结合了消失模负压铸渗工艺与反应超音速火焰喷涂工艺。首先,在支重轮轮体基体径向外侧的周向表面通过消失模负压铸渗工艺制备出第一耐磨涂层,第一耐磨涂层与支重轮轮体基体一体成型,通过冶金结合,具有较高的结合强度和耐磨性能。其次,通过反应超音速火焰喷涂工艺在第一耐磨涂层表面喷涂第二耐磨涂层,第二耐磨涂层发生自蔓延反应,第一耐磨涂层与第二耐磨涂层冶金结合,结合强度高于直接在支重轮轮体基体径向外侧的周向表面进行喷涂的效果,可以充分发挥耐磨涂层的耐磨特性。一方面可以获得具有高耐磨性能并且易于修复的耐磨涂层,另一方面可以通过反应超音速火焰喷涂的高质量耐磨涂层提升支重轮轮体工作表面的几何精度。
通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述,本公开的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本公开的进一步理解,构成本申请的一部分,本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开,并不构成对本公开的不当限定。在附图中:
图1为本公开一些实施例提供的耐磨支重轮轮体局部剖视结构示意图。
各附图标记分别代表:
1—支重轮轮体基体;2—第一耐磨涂层;3—第二耐磨涂层。
具体实施方式
下面将结合本公开实施例中的附图,对本公开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公开一部分实施例,而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的,决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。基于本公开中的实施例,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他实施例,都属于本公开保护的范围。
除非另外具体说明,否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本公开的范围。同时,应当明白,为了便于描述,附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论,但在适当情况下,所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中,任何具体值应被解释为仅仅是示例性的,而不是作为限制。因此,示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
在本公开的描述中,需要理解的是,使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件,仅仅是为了便于对相应零部件进行区别,如没有另行声明,上述词语并没有特殊含义,因此不能理解为对本公开保护范围的限制。
如图1所示,本公开一些实施例提供的耐磨支重轮包括支重轮轮体,支重轮轮体包括支重轮轮体基体1、第一耐磨涂层2和第二耐磨涂层3。第一耐磨涂层2通过消失模负压铸渗工艺一体形成于支重轮轮体基体1径向外侧的周向表面。第二耐磨涂层3通过反应超音速火焰喷涂工艺形成于第一耐磨涂层2表面。第一耐磨涂层与支重轮轮体基体之间、第一耐磨涂层与第二耐磨涂层之间均为冶金结合,结合强度增强,耐磨性相应提高。
在一些实施例中,制造支重轮轮体基体1的基体材料为硅锰钢,该硅锰钢的化学成分为:含量为0.16%~0.20%的C,含量为1.4%~1.7%的Si,含量为1.3%~1.8%的Mn,含量为0.4%~0.7%的Cr,含量为0.02%的P,含量为0.01%的S,余量为Fe与不可避免的杂质,以重量百分比计。
在一些实施例中,第一耐磨涂层2为颗粒增强钢基表面复合涂层。
在一些实施例中,制造第一耐磨涂层2的材料包括第一耐磨涂层粉料,第一耐磨涂层粉料包括:含量为40%~44%的增强颗粒,含量为20%~22%的高碳铬铁粉,含量为8%的PVB(Polyvinyl butyral,聚乙烯醇缩丁醛树脂),含量为30%~33%的EPS(ExpandedPolystyrene,可发性聚苯乙烯),含量为2%的CMC(Carboxyl methyl Cellulose,羧甲基纤维素),含量为0.1%的正辛醇,以体积百分比计。
在一些实施例中,增强颗粒包括WC,SiC,TiC,B4C,Al2O3,TiN,BN或ZrO2中的至少一种。以上述材料作为增强颗粒,可以提高第一耐磨涂层的强度、硬度和耐磨性能,此外也可以添加其它合金元素和稀土元素来进一步提高第一耐磨涂层的综合力学性能。
在一些实施例中,制造第二耐磨涂层3的材料包括第二耐磨涂层粉料,第二耐磨涂层粉料包括:含量为35%~60%的Ti,含量为20%~50%的Ni和含量为12%~25%的B4C,以重量百分比计。除上述成分和配比的粉料之外,第二耐磨涂层的材料也可采用其它常见的热喷涂材料,例如各种成分的Ni—Cr—Al合金粉末、Co—Cr—W合金粉末、表面包覆金属或合金的耐磨颗粒等,并按需求比例对上述材料进行配制,以达到所需的耐磨效果。
在一些实施例中,经反应超音速火焰喷涂得到的第二耐磨涂层3的厚度为0.25mm~0.3mm。
基于上述的耐磨支重轮,本公开一些实施例还提供一种履带式底盘,该履带式底盘包括上述的耐磨支重轮。
基于上述的耐磨支重轮,本公开一些实施例还提供一种耐磨支重轮的制备方法,该耐磨支重轮的制备方法包括:
制备用于形成第一耐磨涂层2的第一耐磨涂层软膏剂;
制备铸造消失模模型,铸造消失模模型包括按支重轮轮体基体的尺寸制作的消失模模型本体和设置于消失模模型本体的与支重轮轮体基体径向外侧的周向表面对应的表面的第一耐磨涂层软膏剂;
制备用于形成支重轮轮体基体1的基体材料;
采用基体材料和铸造消失模模型通过消失模负压铸渗工艺制造支重轮轮体铸件,支重轮轮体铸件包括支重轮轮体基体1和在支重轮轮体基体径向外侧的周向表面一体形成的第一耐磨涂层2;
制备用于形成第二耐磨涂层3的第二耐磨涂层喷涂粉末;
通过反应超音速火焰喷涂工艺将所述第二耐磨涂层喷涂粉末涂覆于所述支重轮轮体铸件的所述第一耐磨涂层表面。
在一些实施例中,支重轮轮体基体1通过消失模负压铸造工艺成型,为了在支重轮轮体基体径向外侧的周向表面铸渗第一耐磨涂层2,需将第一耐磨涂层粉料制成第一耐磨涂层软膏剂,以便第一耐磨涂层的材料附着在消失模模型本体与支重轮轮体基体径向外侧的周向表面对应的表面,当浇注基体材料后,支重轮轮体基体1占据消失模模型本体的位置,第一耐磨涂层2就通过铸渗方式形成于支重轮轮体基体径向外侧的周向表面。制备第一耐磨涂层软膏剂包括:
按组分比例准备第一耐磨涂层粉料;
对第一耐磨涂层粉料进行机械球磨混合,得到混合均匀的第一耐磨涂层粉末;和
在第一耐磨涂层粉末中加入溶剂进行搅拌,得到第一耐磨涂层软膏剂。
在一些实施例中,制备第二耐磨涂层喷涂粉末包括:
按组分比例准备第二耐磨涂层粉料;
对第二耐磨涂层粉料进行机械球磨混合,得到混合均匀的第二耐磨涂层原料粉末;
在第二耐磨涂层原料粉末中加入粘合剂进行团聚制粉,经过筛分得到第二耐磨涂层喷涂粉末。
在一些实施例中,制备铸造消失模模型包括:
按支重轮轮体基体的尺寸制作消失模模型本体;
在消失模模型本体的与支重轮轮体基体径向外侧的周向表面对应的表面均匀涂覆第一耐磨涂层软膏剂;
对第一耐磨涂层软膏剂进行快速烘干;
在消失模模型本体的外表面均匀涂覆防粘砂涂料,继续烘干形成铸造消失模模型。
在一些实施例中,为了提高支重轮轮体基体1的强韧性并改善增强颗粒的分布均匀性,在形成第二耐磨涂层之前,还包括对支重轮轮体铸件进行热处理。
在一些实施例中,对支重轮轮体铸件进行热处理包括:
在温度为850~870℃的条件下加热支重轮轮体铸件1.5h;
对加热后的支重轮轮体铸件进行水淬处理;
在温度为190~210℃的条件下对水淬处理后的支重轮轮体铸件保温1h;和
对保温后的支重轮轮体铸件进行空冷处理。
在一些实施例中,对支重轮轮体铸件进行热处理之前,还包括:清理支重轮轮体铸件表面和打磨支重轮轮体铸件表面;为保证第二耐磨涂层3的喷涂质量,提高结合强度,进而提升支重轮轮体工作表面的几何精度,对支重轮轮体铸件进行热处理后,还包括:对支重轮轮体铸件的表面进行二次打磨,清洗二次打磨后的支重轮轮体铸件,和烘干清洗后的支重轮轮体铸件。
下面通过最佳实施例对耐磨支重轮的制备方法进行详细说明。
制备支重轮轮体基体的基体材料采用硅锰钢,硅锰钢的化学成分:C含量为0.18%,Si含量为1.5%,Mn含量为1.5%,Cr含量为0.5%,P含量为0.02%,S含量为0.01%,余量为Fe与不可避免的杂质,以重量百分比计。
制备第一耐磨涂层采用WC作为增强颗粒,第一耐磨涂层粉料的化学成分为:含量为40%的WC(粒度40~60目),含量为20%的高碳铬铁粉(粒度100目),含量为8%的PVB,含量为30%的EPS,含量为2%的CMC,含量为0.1%的正辛醇,以体积百分比计。
第二耐磨涂层粉料的化学成分:含量为50.4%的Ti(粒径<40μm),含量为30.0%的Ni(粒径≤5μm),含量为19.6%的B4C(粒径<3μm),以重量百分比计。
耐磨支重轮的制备方法具体如下:
准备第一耐磨涂层粉料:量取粒度为40~60目的WC增强颗粒(粒度40~60目)400ml,高碳铬铁粉(粒度100目)200ml,PVB80ml,EPS300ml,CMC20ml,正辛醇1ml。
将第一耐磨涂层粉料在滚筒球磨机上进行机械混合,球磨机转速为200r/min,研磨2h,制得混合均匀的第一耐磨涂层粉末。
在树脂砂混砂机上对混合均匀的第一耐磨涂层粉末加入工业酒精作为溶剂进行搅拌,搅拌参数:顺时针120r/min,逆时针80r/min,间隔5分钟交换转向,搅拌30分钟,制得第一耐磨涂层软膏剂。
按支重轮轮体基体的尺寸制备EPS泡沫塑料材质的消失模模型本体,在消失模模型本体的与支重轮轮体基体径向外侧的周向表面对应的表面均匀涂覆第一耐磨涂层软膏剂形成铸造消失模模型。
通过便携式丁烷气瓶对第一耐磨涂层软膏剂进行80℃快速烘干,烘干时间30min。
在第一耐磨涂层软膏剂烘干后的消失模模型本体的外表面均匀涂覆1mm厚度的镁砂粉防粘砂涂料,在50℃下继续烘干30min,形成铸造消失模模型。
将硅锰钢进行电炉冶炼和炉外精炼,得到用于形成支重轮轮体基体的基体材料。
采用基体材料和铸造消失模模型,通过消失模负压铸渗工艺制造支重轮轮体铸件。
将支重轮轮体铸件埋砂冷却到200℃以下,冷却到室温后翻出,进行表面清理、打磨。
对支重轮轮体铸件进行如下热处理:在温度为860℃的条件下加热支重轮轮体铸件1.5h;对加热后的支重轮轮体铸件进行水淬处理;在温度为200℃的条件下对水淬处理后的支重轮轮体铸件保温1h;对保温后的支重轮轮体铸件进行空冷处理。
对热处理后的支重轮轮体铸件表面进行二次打磨,去除表面污垢,并用无水乙醇清洗干净,然后烘干。
准备第二耐磨涂层粉料:称取质量百分含量为50.4%的Ti粉(纯度>99.3%,粒径<40μm),30.0%的Ni粉(纯度>99.5%,粒径5μm)和19.6%的B4C粉(纯度>99.2%,粒径3μm)。
将第二耐磨涂层粉料进行机械球磨混合,得到混合均匀的第二耐磨涂层原料粉末,然后在第二耐磨涂层原料粉末中加入粘合剂PVA(Polyvinyl alcohol,聚乙烯醇)水溶液进行团聚制粉,筛分制得250~320目的第二耐磨涂层喷涂粉末。
通过反应超音速火焰喷涂工艺将第二耐磨涂层喷涂粉末涂覆于所述支重轮轮体铸件的所述第一耐磨涂层表面。喷涂工艺参数:燃料气体采用丙烷,燃气压力为0.4MPa,助燃气体为高压氧气,氧气压力为0.55MPa,送粉气压力0.35MPa。制得的第二耐磨涂层厚度为0.25~0.30mm。
按照GB/T 8642-2002《热喷涂抗拉结合强度的测定》方法,采用电子万能试验机进行涂层结合强度测定。测定参数:对偶件粘结剂采用上海合成树脂研究所研制的E-7胶,在110℃下固化3h,拉伸速度为0.5mm/min。按照GB/T 9790-1988《金属覆盖层及其他有关覆盖层维氏和努氏显微硬度试验》方法,采用显微维氏硬度计进行涂层硬度的测定。采用销盘摩擦磨损试验机测试涂层的耐磨性能。耐磨支重轮轮体工作表面具有高的涂层结合强度、高的硬度和高的耐磨性能。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本公开的技术方案而非对其限制;尽管参照较佳实施例对本公开进行了详细的说明,所属领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本公开的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换,其均应涵盖在本公开请求保护的技术方案范围当中。

Claims (15)

1.一种耐磨支重轮,包括支重轮轮体,其特征在于,所述支重轮轮体包括:
支重轮轮体基体;
第一耐磨涂层,通过消失模负压铸渗工艺一体形成于所述支重轮轮体基体径向外侧的周向表面;和
第二耐磨涂层,通过反应超音速火焰喷涂工艺形成于所述第一耐磨涂层表面。
2.根据权利要求1所述的耐磨支重轮,其特征在于,制造所述支重轮轮体基体的基体材料为硅锰钢,所述硅锰钢的化学成分为:含量为0.16%~0.20%的C,含量为1.4%~1.7%的Si,含量为1.3%~1.8%的Mn,含量为0.4%~0.7%的Cr,含量为0.02%的P,含量为0.01%的S,余量为Fe与不可避免的杂质,以重量百分比计。
3.根据权利要求1所述的耐磨支重轮,其特征在于,所述第一耐磨涂层为颗粒增强钢基表面复合涂层。
4.根据权利要求3所述的耐磨支重轮,其特征在于,制造所述第一耐磨涂层的材料包括第一耐磨涂层粉料,所述第一耐磨涂层粉料包括:含量为40%~44%的增强颗粒,含量为20%~22%的高碳铬铁粉,含量为8%的PVB,含量为30%~33%的EPS,含量为2%的CMC,含量为0.1%的正辛醇,以体积百分比计。
5.根据权利要求4所述的耐磨支重轮,其特征在于,所述增强颗粒包括WC,SiC,TiC,B4C,Al2O3,TiN,BN或ZrO2中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的耐磨支重轮,其特征在于,制造所述第二耐磨涂层的材料包括第二耐磨涂层粉料,所述第二耐磨涂层粉料包括:含量为35%~60%的Ti,含量为20%~50%的Ni和含量为12%~25%的B4C,以重量百分比计。
7.根据权利要求1所述的耐磨支重轮,其特征在于,所述第二耐磨涂层的厚度为0.25mm~0.3mm。
8.一种履带式底盘,其特征在于,包括根据权利要求1~7任一项所述的耐磨支重轮。
9.一种根据权利要求1~7任一项所述的耐磨支重轮的制备方法,其特征在于,包括:
制备用于形成第一耐磨涂层的第一耐磨涂层软膏剂;
制备铸造消失模模型,所述铸造消失模模型包括按所述支重轮轮体基体的尺寸制作的消失模模型本体和设置于所述消失模模型本体的与所述支重轮轮体基体径向外侧的周向表面对应的表面的所述第一耐磨涂层软膏剂;
制备用于形成支重轮轮体基体的基体材料;
采用所述基体材料和所述铸造消失模模型通过消失模负压铸渗工艺制造所述支重轮轮体铸件,所述支重轮轮体铸件包括所述支重轮轮体基体和在所述支重轮轮体基体径向外侧的周向表面一体形成的所述第一耐磨涂层;
制备用于形成第二耐磨涂层的第二耐磨涂层喷涂粉末;
通过反应超音速火焰喷涂工艺将所述第二耐磨涂层喷涂粉末涂覆于所述支重轮轮体铸件的所述第一耐磨涂层表面。
10.根据权利要求9所述的耐磨支重轮的制备方法,其特征在于,制备所述第一耐磨涂层软膏剂包括:
按组分比例准备第一耐磨涂层粉料;
对所述第一耐磨涂层粉料进行机械球磨混合,得到混合均匀的第一耐磨涂层粉末;和
在所述第一耐磨涂层粉末中加入溶剂进行搅拌,得到所述第一耐磨涂层软膏剂。
11.根据权利要求9所述的耐磨支重轮的制备方法,其特征在于,制备所述第二耐磨涂层喷涂粉末包括:
按组分比例准备第二耐磨涂层粉料;
对所述第二耐磨涂层粉料进行机械球磨混合,得到混合均匀的第二耐磨涂层原料粉末;
在所述第二耐磨涂层原料粉末中加入粘合剂进行团聚制粉,经过筛分得到所述第二耐磨涂层喷涂粉末。
12.根据权利要求9所述的耐磨支重轮的制备方法,其特征在于,制备所述铸造消失模模型包括:
按所述支重轮轮体基体的尺寸制作所述消失模模型本体;
在所述消失模模型本体的与所述支重轮轮体基体径向外侧的周向表面对应的表面均匀涂覆所述第一耐磨涂层软膏剂;
对所述第一耐磨涂层软膏剂进行快速烘干;
在所述消失模模型本体的外表面均匀涂覆防粘砂涂料,继续烘干形成所述铸造消失模模型。
13.根据权利要求9所述的工程机械用耐磨支重轮的制备方法,其特征在于,在形成所述第二耐磨涂层之前,还包括对所述支重轮轮体铸件进行热处理。
14.根据权利要求13所述的耐磨支重轮的制备方法,其特征在于,对所述支重轮轮体铸件进行热处理包括:
在温度为850~870℃的条件下加热所述支重轮轮体铸件1.5h;
对加热后的所述支重轮轮体铸件进行水淬处理;
在温度为190~210℃的条件下对水淬处理后的所述支重轮轮体铸件保温1h;和
对保温后的所述支重轮轮体铸件进行空冷处理。
15.根据权利要求13所述的耐磨支重轮的制备方法,其特征在于,
对所述支重轮轮体铸件进行热处理之前,还包括:清理所述支重轮轮体铸件表面和打磨所述支重轮轮体铸件表面;
对所述支重轮轮体铸件进行热处理后,还包括:对所述支重轮轮体铸件表面进行二次打磨,清洗二次打磨后的所述支重轮轮体铸件,和烘干清洗后的所述支重轮轮体铸件。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113084327A (zh) * 2020-01-08 2021-07-09 波音公司 用于制造物品的增材搅拌摩擦沉积方法

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62173053A (ja) * 1986-01-27 1987-07-29 M C L:Kk 中空鋳物の製造方法
JPH09256902A (ja) * 1996-03-19 1997-09-30 Suzuki Motor Corp 内燃機関のピストンおよびその製造方法
CN101314145A (zh) * 2008-06-02 2008-12-03 淮阴工学院 一种带陶瓷耐磨层的破碎机锤头及其铸造方法
CN101444839A (zh) * 2008-12-30 2009-06-03 吉林大学 提高灰铸铁基铸件表面耐热性的消失模铸渗法
CN101698230A (zh) * 2009-10-24 2010-04-28 内蒙古科技大学 表面复合烧结机炉篦条的制备方法
CN101982556A (zh) * 2010-09-13 2011-03-02 江苏宜鹏锻压机械制造有限公司 一种大型挖掘机行走支重轮的加工方法
CN103143699A (zh) * 2013-03-07 2013-06-12 南通高欣金属陶瓷复合材料有限公司 金属-陶瓷预制件复合增强耐磨件及其制备方法
CN103302267A (zh) * 2013-06-04 2013-09-18 江苏蓝日超硬钢材料有限公司 一种原位合成TiB2+TiC双相颗粒增强钢铁基表面耐磨超硬钢的制备方法及超硬钢
CN103394671A (zh) * 2013-08-01 2013-11-20 河北海钺耐磨材料科技有限公司 消失模铸造高锰钢耐磨表面复合材料的制备工艺
CN103691883A (zh) * 2013-12-21 2014-04-02 兖矿集团有限公司 一种刮板机中部槽表面合金化铸造工艺

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62173053A (ja) * 1986-01-27 1987-07-29 M C L:Kk 中空鋳物の製造方法
JPH09256902A (ja) * 1996-03-19 1997-09-30 Suzuki Motor Corp 内燃機関のピストンおよびその製造方法
CN101314145A (zh) * 2008-06-02 2008-12-03 淮阴工学院 一种带陶瓷耐磨层的破碎机锤头及其铸造方法
CN101444839A (zh) * 2008-12-30 2009-06-03 吉林大学 提高灰铸铁基铸件表面耐热性的消失模铸渗法
CN101698230A (zh) * 2009-10-24 2010-04-28 内蒙古科技大学 表面复合烧结机炉篦条的制备方法
CN101982556A (zh) * 2010-09-13 2011-03-02 江苏宜鹏锻压机械制造有限公司 一种大型挖掘机行走支重轮的加工方法
CN103143699A (zh) * 2013-03-07 2013-06-12 南通高欣金属陶瓷复合材料有限公司 金属-陶瓷预制件复合增强耐磨件及其制备方法
CN103302267A (zh) * 2013-06-04 2013-09-18 江苏蓝日超硬钢材料有限公司 一种原位合成TiB2+TiC双相颗粒增强钢铁基表面耐磨超硬钢的制备方法及超硬钢
CN103394671A (zh) * 2013-08-01 2013-11-20 河北海钺耐磨材料科技有限公司 消失模铸造高锰钢耐磨表面复合材料的制备工艺
CN103691883A (zh) * 2013-12-21 2014-04-02 兖矿集团有限公司 一种刮板机中部槽表面合金化铸造工艺

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
卓荣明: "破碎机锤头工作面陶瓷复合层的制作工艺及其性能研究 ", 《热加工工艺》 *
周永欣等: "铸渗法制备金属基表面复合材料的研究进展及应用 ", 《西安建筑科技大学学报(自然科学版)》 *
张文毓: "耐磨陶瓷涂层研究现状与应用 ", 《陶瓷》 *
李方坡等: "Ni含量对TiC-TiB_2-Ni涂层组织与性能的影响", 《金属热处理》 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113084327A (zh) * 2020-01-08 2021-07-09 波音公司 用于制造物品的增材搅拌摩擦沉积方法
US11845141B2 (en) 2020-01-08 2023-12-19 The Boeing Company Additive friction stir deposition method for manufacturing an article
CN113084327B (zh) * 2020-01-08 2024-06-04 波音公司 用于制造物品的增材搅拌摩擦沉积方法

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