CN114250464B - 具有减摩耐磨性能的复合强化熔覆层、其制备方法及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了具有减摩耐磨性能的复合强化熔覆层、其制备方法及应用，属于表面改性和涂层技术领域。本发明的复合强化熔覆层是将基体表面的熔覆层进行超声冲击处理后，再对冲击强化后的熔覆层表面进行激光表面织构化处理，形成复合强化熔覆层。经超声冲击‑激光表面织构化复合强化处理的熔覆层兼具耐磨性能和减摩性能，能够有效提高基体材料的利用效率。
Description
技术领域
本发明属于表面改性和涂层技术领域，具体涉及具有减摩耐磨性能的复合强化熔覆层、其制备方法及应用。
背景技术
工业生产的常用动力装置中均会存在柱塞/活塞等往复式轴类零件，要求心部具有良好韧性的同时，表面还需具备较高的强度和抗磨损能力。传统的柱塞表面强化方式主要是喷涂Ni基合金涂层、渗碳、镀铬等，但依然存在结合力差、减摩耐磨效果不理想等问题。在材料表面激光熔覆制备涂层，可以实现冶金结合，提高材料利用率，具有成型效率高、缺陷少等优点，但是，激光熔覆由于具有快冷快热特性，在非平衡凝固过程中，硬度较高的涂层极易发生开裂，而硬度较软的涂层裂纹敏感性低，未必能达到表面使用要求。
在此基础上，一些现有技术将强化和减摩两类改性手段进行复合，以实现减摩耐磨的效果。例如激光表面淬火-织构化复合处理技术，在材料表面先进行激光表面淬火处理以实现表面强化，再进行织构化处理，但是，激光淬火后产生较大拉应力及变形，大大降低表面抗疲劳性能。DLC沉积-织构化复合处理技术是在表面先沉积一层硬质DLC薄膜再进行织构化处理，但DLC薄膜的结合强度有限，磨损过程中易脱落。以上两种先强化、后减摩的复合强化工艺均存在不足，不能保证减磨耐磨效果。
发明内容
为了提高基体材料的减摩耐磨性能，本发明提供了一种复合强化熔覆层，是将基体表面的熔覆层进行超声冲击处理后，再对冲击强化后的熔覆层表面进行激光表面织构化处理所形成的超声冲击-激光表面织构化熔覆层。
在本发明中，基体材料并不局限，可以是金属材料，也可以是陶瓷材料等其它可以在表面进行熔覆处理的材料。
上述复合强化熔覆层的制备方法，步骤如下：
将熔覆层进行超声冲击处理，处理参数为：冲击频率＞20kHz，冲击电流0.8～1.2A，预压力0.3～0.5MPa，冲击速度60～360mm/min，单次进给量0.05～0.25mm；然后在熔覆层表面进行激光表面织构化处理，在表面形成微织构图案，织构化处理参数为：打标速度100～1000mm/s，功率5～20W，填充间距0.001～0.05mm，打标次数1～10次，空跳速度3000mm/s，Q频25kHz，Q释放1μs；获得复合强化熔覆层。
在上述制备方法中，可使用毫克能发生器HK30S进行超声冲击处理。超声冲击处理参数可优选为：冲击频率28.5kHz，冲击电流1.0A，预压力0.3MPa，冲击速度60mm/min，单次进给量0.05mm。经过超声冲击处理后，熔覆层表面的晶粒发生梯度性细化，距离表面越近，晶粒发生塑性变形程度越大，晶粒越细小，在几百微米范围内可获得梯度性硬度层；熔覆层表面硬度与晶粒细化程度成呈正相关，距离表面越近，硬度提高越大，超声冲击后的熔覆层近表面形成冲击硬化层。
在上述制备方法中，可使用YLP-MP20光纤脉冲激光器进行激光表面织构化处理。织构化处理参数可优选为：打标速度400mm/s，功率18W，填充间距0.01mm，打标次数5次，空跳速度3000mm/s，Q频25kHz，Q释放1μs。在该处理参数下，微织构图案为圆凹坑阵列，半径100μm，面密度5.6％，圆心距749μm。织构图案可从织构形状、尺寸、面密度等方面进行设计，织构化处理参数则可依据设计的织构图案进行调整，以获得不同尺寸的微织构。
在上述制备方法中，在超声冲击处理前，对熔覆层进行表面预磨，使其表面粗糙度降低至1μm以下。
在织构化过程中，熔覆材料因熔化后溢出凝固在微织构边缘，形成类似于火山口的形貌，为避免“火山口形貌”对摩擦磨损性能产生影响，将火山口用砂纸打磨并抛光。砂纸可采用2000#砂纸。
在上述制备方法中，基体表面的熔覆层以下述方法制备而成：
将金属粉末均匀铺设在基体上，进行激光熔覆，激光功率为1500～3000W，熔覆速度为200～500mm/min，搭接率为25～50％，获得熔覆层。
在制备熔覆层的方法中，激光熔覆的条件可优选为：激光功率为1800W，熔覆速度为350mm/min，搭接率为35％。
在制备熔覆层的方法中，金属粉末在激光熔覆前需满足干燥要求，可将其置放在烘干炉里100～150℃烘干20～30min。
在制备熔覆层的方法中，由金属粉末熔覆形成的熔覆层，具有塑性变形能力，因此，只要是具有塑性变形能力的金属均可用于制备本发明所述的熔覆层。金属粉末包括但不限于Fe基粉末、Co基粉末、Ni基粉末以及高熵合金粉末等。其中，高熵合金可选自CoCrFeNiB0.3高熵合金(元素摩尔比Co:Cr:Fe:Ni:B＝1:1:1:1:0.3)。金属粉末在基体上的铺设厚度为2mm。
CoCrFeNiB0.3高熵合金粉末为CoCrFeNi雾化粉与B单质粉的混合粉末，其制备过程为：将CoCrFeNi雾化粉与B单质粉按摩尔比配粉，然后用球磨机混粉，球磨机转速为175r/min，混粉时间为2h。
由上述方法制备的复合强化熔覆层，兼具减摩性能和耐磨性能，尤其在低载荷高速摩擦运动中，其减摩耐磨性能更为优异，因此，可将其制备成用于低载荷高速摩擦环境的产品。
本发明的复合强化熔覆层，是一种新型熔覆层，因此，以上述制备方法将复合强化熔覆层构建在任何基体上均能形成一种包含基体和本发明复合强化熔覆层的新产品。
在此基础上，本发明提供了一种具备减摩耐磨性能的产品，是由基体和上述复合强化熔覆层组成，复合强化熔覆层以上述方法熔覆结合在基体表面。其中，基体包括但不限于金属材料、陶瓷材料等。
在本发明中，产品可以是金属工件，例如轴承、柱塞、活塞以及刀具等，但并不仅仅局限于上述这几种。
本发明的有益效果为：
超声冲击处理产生低幅度(＜20μm)高频率(＞20kHz)的应变，使得熔覆层近表面区域发生严重塑性变形，晶粒得到细化，与原熔覆层之间形成梯度过渡，不存在结合强度的问题。此外，超声冲击在熔覆层近表面形成压应力层，焊合表面微缺陷，其不仅对表面具有光整加工的效果，而且还能够提高材料表面硬度、耐磨、耐蚀及抗疲劳等性能。织构化处理可使微小尺寸形貌规则排布在熔覆层表面，形成织构减摩层，能够在相对摩擦过程中起到储存磨屑、二次润滑、降低接触面积、形成流体动压等作用，进而实现减摩润滑的效果，改善表面摩擦润滑特性。将超声冲击与激光表面织构化进行复合，通过复合强化手段，使得熔覆层兼具耐磨性能和减摩性能，提高基体材料的利用效率。
附图说明
图1为激光熔覆后高熵合金熔覆层的宏观图片；
图2为高熵合金熔覆层表面改性处理示意图；
图3为复合强化处理后的高熵合金熔覆层图片；
图4为在10N、0.02m/s摩擦磨损条件下四种涂层表面状态的摩擦系数曲线；
图5为在5N、0.02m/s摩擦磨损条件下四种涂层表面状态的摩擦系数曲线；
图6为在5N、0.1m/s摩擦磨损条件下四种涂层表面状态的摩擦系数曲线。
具体实施方式
在本发明中所使用的术语，除非有另外说明，一般具有本领域普通技术人员通常理解的含义。下面结合具体实施例，并参照数据进一步详细的描述本发明。以下实施例只是为了举例说明本发明，而非以任何方式限制本发明的范围。
熔覆层表面改性处理
以45#钢为基体试样，在其表面用砂纸打磨去除氧化皮，并用酒精洗去表面油污。在45#钢表面均匀铺设厚度约为2mm的CoCrFeNiB0.3高熵合金粉末，采用IPG YSL-6000型光纤激光器进行激光熔覆，激光功率1800W，熔覆速度350mm/min，搭接率35％，在基体试样表面形成成型良好、表面无裂纹的CoCrFeNiB0.3高熵合金熔覆层(简称“B0.3”涂层)。如图1所示。
将基体试样切分为23mm×45mm的试块。用砂纸对B0.3涂层进行预磨处理，使其表面粗糙度降低至1μm以下。将B0.3涂层分别进行如下表面改性处理：超声冲击(UIT)、激光表面织构化(LST)以及复合强化处理(UIT+LST)，如图2所示。超声冲击处理后获得UIT涂层。激光表面织构化处理后获得LST涂层。复合强化处理后获得UIT+LST涂层。
超声冲击、激光表面织构化以及复合强化处理，方法如下：
(1)超声冲击处理
使用HK30S毫克能发生器对B0.3涂层进行超声冲击处理，冲击频率28.5kHz，冲击电流1.0A，预压力0.3MPa，冲击速度60mm/min，单次进给量0.05mm，获得UIT涂层。
(2)激光表面织构化处理
采用YLP-MP20光纤脉冲激光器对B0.3涂层进行表面织构化处理，打标速度400mm/s，功率18W，填充间距0.01mm，打标次数5次，空跳速度3000mm/s，Q频25kHz，Q释放1μs，在B0.3涂层表面形成直径100um、面密度5.6％、圆心距749μm的均匀分布的圆凹坑阵列。织构化处理后，将B0.3涂层表面用2000#砂纸打磨并抛光，消除凹坑周围的火山口形貌，获得LST涂层。
(3)复合强化处理
使用HK30S毫克能发生器对B0.3涂层进行超声冲击处理，冲击频率28.5kHz，冲击电流1.0A，预压力0.3MPa，冲击速度60mm/min，单次进给量0.05mm。采用YLP-MP20光纤脉冲激光器对超声冲击处理过的B0.3涂层进行表面织构化处理，打标速度400mm/s，功率18W，填充间距0.01mm，打标次数5次，空跳速度3000mm/s，Q频25kHz，Q释放1μs，在B0.3涂层表面形成直径100um、面密度5.6％、圆心距749μm的均匀分布的圆凹坑阵列。如图3所示。织构化处理后，将B0.3涂层表面用2000#砂纸打磨并抛光，消除凹坑周围的火山口形貌，获得UIT+LST涂层，即本发明的复合强化熔覆层。
摩擦磨损试验
将上述方法制备的B0.3涂层、UIT涂层、LST涂层以及UIT+LST涂层进行摩擦磨损试验，试验仪器：CFT-I型材料表面性能综合试验仪；对磨材料：GCr15对磨球(直径4mm)；摩擦条件：干摩擦往复运动；试验参数如表1所示，在不同试验参数下进行3次测试：
表1
图4展示了在10N、0.02m/s摩擦磨损条件下四种涂层表面状态的摩擦系数曲线，图5展示了在5N、0.02m/s摩擦磨损条件下四种涂层表面状态的摩擦系数曲线，图6展示了在5N、0.1m/s摩擦磨损条件下四种涂层表面状态的摩擦系数曲线，其磨损体积、稳定摩擦系数以及稳定时间，如表2所示：
表2
由图4和表2可知，摩擦系数最低的是UIT涂层，约0.89，9min后实现稳定磨损；其次是UIT+LST涂层，摩擦系数约为0.91，8min后进入稳定磨损阶段；B0.3涂层与LST涂层的摩擦系数系数均较大，约1.0。从磨损体积的测量结果可知，UIT+LST涂层具有最低磨损体积，耐磨性最好，其次是UIT涂层，LST涂层和B0.3涂层无论是磨损量还是摩擦系数，均无明显差别。因此，在10N载荷下，UIT对改善B0.3涂层的摩擦学性能起主导作用，超声冲击复合表面织构化制得的复合强化层具有最优的综合摩擦磨损性能。
由图5和表2可知，由于载荷降低，涂层的摩擦系数波动明显减小，摩擦系数整体降低。UIT涂层的摩擦曲线在前1min以内存在一个摩擦系数较低且平稳的阶段，主要是由于超声冲击提高了表面的抗磨损能力，在低载荷条件下，1min后才开始发生磨损，随着表面硬化层的磨损，磨屑加入对摩副中，加大了摩擦的阻力，因此其摩擦系数迅速增大。根据摩擦曲线的统计结果来看，摩擦系数由小到大依次为LST涂层、UIT+LST涂层、B0.3涂层、UIT涂层，磨损体积由小到大依次为UIT+LST涂层、LST涂层、UIT涂层、B0.3涂层。LST处理后对涂层耐磨性有所改善，可显著降低摩擦系数，并且尽快达到稳定摩擦，而UIT处理的涂层稍微降低了磨损体积，但是使得涂层的摩擦系数提高。因此，在较低载荷(5N)下，LST对改善摩擦学特性起主导作用，并且复合强化层的综合摩擦磨损性能也是最佳的。
由图6和表2可知，UIT+LST涂层具有最低的摩擦系数，约0.62，且最快实现稳定摩擦；其次是B0.3涂层，该涂层在稳定磨损前的摩擦系数一直较高，直到11min后进入稳定磨损，最后摩擦系数约为0.67；UIT涂层和LST涂层的摩擦系数较为接近，但是LST涂层更早进入稳定磨损阶段。B0.3涂层试样磨损量最大，相比于速度为0.02m/s时的磨损量(0.0149mm3)，涂层被破坏的更为严重，但是经过三种表面处理后，涂层的磨损量均大大降低，尤其是UIT+LST涂层的磨损量仅为0.0056mm3。在较高摩擦速度下，UIT、LST与B0.3涂层最终的稳定摩擦系数接近，单个的表面处理仅能改善其耐磨性，对其减摩性能无明显改善，而超声冲击-激光表面织构化复合强化对摩擦学特性的改善效果实现了“1+1＞2”的效果。
综上所述，LST能够加快涂层进入稳定磨损的进程，降低摩擦系数；超声冲击能够提高涂层表面抗破坏能力，但是冲击硬化层被破坏后，硬质磨粒会存在于摩擦副中，增大摩擦力，不利于提高涂层的耐磨特性；UIT+LST复合强化层减磨耐磨性均比单一强化层更优，尤其在低载荷高速运动下，UIT+LST涂层展现更明显的减摩耐磨优势。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (6)
1.复合强化熔覆层在制备用于低载荷高速摩擦环境的产品中的应用；其中，所述低载荷高速中的载荷为5N，速度为0.1m/s；
所述复合强化熔覆层是将基体表面的熔覆层进行超声冲击处理后，再对冲击强化后的熔覆层表面进行激光表面织构化处理所形成的超声冲击-激光表面织构化熔覆层；
所述基体表面的熔覆层以下述方法制备而成：将金属粉末均匀铺设在基体上，进行激光熔覆，激光功率为1500~3000W，熔覆速度为200~500mm/min，搭接率为25~50%，获得熔覆层。
2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，金属粉末选自Fe基、Co基、Ni基以及高熵合金粉末。
3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，高熵合金粉末为CoCrFeNiB0.3高熵合金粉末。
4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，CoCrFeNiB0.3高熵合金粉末的制备过程为：将CoCrFeNi雾化粉与B单质粉按摩尔比配粉，然后用球磨机混粉，球磨机转速为175r/min，混粉时间为2h。
5.根据权利要求1~4任一项所述的应用，其特征在于，所述复合强化熔覆层的制备方法，步骤如下：
将熔覆层进行超声冲击处理，处理参数为：冲击频率＞20kHz，冲击电流0.8~1.2A，预压力0.3~0.5MPa，冲击速度60~360mm/min，单次进给量0.05~0.25mm；然后在熔覆层表面进行激光表面织构化处理，在表面形成织构图案，织构化处理参数为：打标速度100~1000mm/s，功率5~20W，填充间距0.001~0.05mm，打标次数1~10次，空跳速度3000mm/s，Q频25kHz，Q释放1μs；获得复合强化熔覆层。
6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，在超声冲击处理前，对熔覆层进行表面预磨，使其表面粗糙度降低至1μm以下。
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|---|---|---|---|---|
| CN114908339A (zh) * | 2022-04-24 | 2022-08-16 | 中国石油大学(华东) | 一种激光织构化镍磷合金防泥包复合镀层的制备方法 |
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Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4308681A1 (de) * | 1992-03-25 | 1993-09-30 | Siemens Ag | Verfahren zur Herstellung einer insbesondere langgestreckten Verbundstruktur mit einer Dickschicht aus (Bi,Pb)-Sr-Ca-Cu-O-Supraleitermaterial und nach dem Verfahren hergestellte Verbundstruktur |
| US6037287A (en) * | 1997-11-26 | 2000-03-14 | Praxair S.T. Technology, Inc. | Laser clad pot roll sleeves and bushings for galvanizing baths |
| JP2003301278A (ja) * | 2002-04-12 | 2003-10-24 | Toshiba Corp | 複合金属の製造方法及び複合金属部材 |
| CN104451673A (zh) * | 2015-01-14 | 2015-03-25 | 中国石油大学(华东) | 一种同步超声振动辅助激光技术制备超高硬度熔覆层方法 |
| CN104984904A (zh) * | 2015-06-24 | 2015-10-21 | 李洁梅 | 一种抗磨损振动筛筛板的制备方法 |
| CN109252162A (zh) * | 2018-11-09 | 2019-01-22 | 中国石油大学(华东) | 一种具有减摩耐磨性能的高熵合金 |
| CN110835754A (zh) * | 2019-09-30 | 2020-02-25 | 太原理工大学 | 一种碳钢表面高熵合金涂层的制备方法 |
| CN111850544A (zh) * | 2020-06-22 | 2020-10-30 | 昆明理工大学 | 一种高熵合金涂层及其制备方法 |
| CN113278961A (zh) * | 2021-04-15 | 2021-08-20 | 江苏大学 | 一种提高铝合金耐磨性的方法 |
-
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Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4308681A1 (de) * | 1992-03-25 | 1993-09-30 | Siemens Ag | Verfahren zur Herstellung einer insbesondere langgestreckten Verbundstruktur mit einer Dickschicht aus (Bi,Pb)-Sr-Ca-Cu-O-Supraleitermaterial und nach dem Verfahren hergestellte Verbundstruktur |
| US6037287A (en) * | 1997-11-26 | 2000-03-14 | Praxair S.T. Technology, Inc. | Laser clad pot roll sleeves and bushings for galvanizing baths |
| JP2003301278A (ja) * | 2002-04-12 | 2003-10-24 | Toshiba Corp | 複合金属の製造方法及び複合金属部材 |
| CN104451673A (zh) * | 2015-01-14 | 2015-03-25 | 中国石油大学(华东) | 一种同步超声振动辅助激光技术制备超高硬度熔覆层方法 |
| CN104984904A (zh) * | 2015-06-24 | 2015-10-21 | 李洁梅 | 一种抗磨损振动筛筛板的制备方法 |
| CN109252162A (zh) * | 2018-11-09 | 2019-01-22 | 中国石油大学(华东) | 一种具有减摩耐磨性能的高熵合金 |
| CN110835754A (zh) * | 2019-09-30 | 2020-02-25 | 太原理工大学 | 一种碳钢表面高熵合金涂层的制备方法 |
| CN111850544A (zh) * | 2020-06-22 | 2020-10-30 | 昆明理工大学 | 一种高熵合金涂层及其制备方法 |
| CN113278961A (zh) * | 2021-04-15 | 2021-08-20 | 江苏大学 | 一种提高铝合金耐磨性的方法 |
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| Investigation on microstructure and properties of laser cladded AlCoCrCuFeNi high entropy alloy coating by ultrasonic impact treatment;Shiyi Zhang;Intermetallics;第128卷;摘要，第3页左栏第1段 * |
| 超声振动对激光熔覆Ni55 涂层组织及性能影响;李美艳;材料热处理学报;199-203页 * |
| 超声滚压与表面织构协同加工航空轴关节轴承工艺研究;秦悦;沈阳工业大学硕士学位论文;第2-46页 * |
| 镍基熔覆层表面超声冲击处理组织及耐蚀性研究;李美艳;表面技术(第10期);第55-60页 * |
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