CN115652297A - 一种采用粉末预置式熔覆工艺的金属表面预处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明专利提供了一种采用粉末预置式熔覆工艺的金属表面预处理方法，包括金属基体、凹槽、孔隙、熔覆粉末、凹槽间距、孔隙间距，其中金属基体是指需要进行表面熔覆的金属件；凹槽和孔隙是指通过线切割技术在需要熔覆的基体表面进行开槽或开孔等加工处理后得到的部位；熔覆粉末是指可以对金属基体进行表面熔覆改性或修复的熔覆材料。本发明可实现当气体冲击时；熔覆粉末在金属基体表面的分布能够相对均匀，避免出现熔覆粉末全部吹散或者极度不均匀等情况，有效减小气体冲击对金属表面熔覆粉末分布的影响，使得熔覆粉末均匀熔覆在金属基体表面，减少了熔覆材料的浪费以及对周围环境的污染，降低了工艺成本，提高了表面熔覆的工作效率。
Description
技术领域
本发明涉及金属表面熔覆领域，具体涉及一种采用粉末预置式熔覆工艺进行表面熔覆处理的金属基体表面预处理方法。
背景技术
金属表面熔覆工艺是指在需要进行表面改性或者表面修复的金属基体上预置某种熔覆材料，利用激光、电弧、电子束等热源，对熔覆材料进行熔覆，从而改变金属基体表面的硬度、耐磨、耐腐蚀等性能。实际生产应用中，当金属表面预置熔覆粉末，并且预置的熔覆粉末颗粒过大时，就会容易产生表面熔覆不均匀的现象，从而导致金属基体表面熔覆之后的性能仍然达不到预期要求。因此要求对基体表面进行改性或者修复的熔覆粉末颗粒不能过大。此外，如果熔覆粉末颗粒的尺寸较小，当小颗粒的熔覆粉末预铺、、预置在基体表面时，其在熔覆过程中极容易被吹动，从而导致熔覆不均匀和材料的浪费。
针对上述问题，本发明提供了一种采用粉末预置式熔覆工艺的金属表面预处理方法，使得熔覆粉末均匀熔覆在金属基体表面，并在一定程度上尽可能减少了熔覆材料的浪费，减少了对周围环境的污染，降低了金属表面熔覆工艺的相关成本。
发明内容
针对以上在金属表面熔覆领域的相关问题，本发明提供了一种采用粉末预置式熔覆工艺的金属表面预处理方法。
本发明所提供的一种采用粉末预置式熔覆工艺的金属表面预处理方法是通过以下所述技术方案实现的。
一种采用粉末预置式熔覆工艺的金属表面预处理方法，其特征在于：包括金属基体1、凹槽2、孔隙3、熔覆粉末4、凹槽间距5、孔隙间距6。
所述的金属基体1为需要进行表面熔覆的金属构件。
所述的凹槽2是在需要进行表面熔覆的金属基体1上，利用线切割技术在基体表面进行开槽处理，凹槽形状为长方体，尺寸可根据熔覆粉末的颗粒大小进行合适的调整，一般为深度1mm、宽度1.5mm，长度和数量根据基体大小而定。
所述的孔隙3是在需要进行表面熔覆的金属基体1上，利用线切割技术在基体表面进行开孔处理，孔隙形状为圆柱体，尺寸可根据熔覆粉末的颗粒大小进行合适的调整，一般其深度为1mm，直径为3mm，数量根据基体大小而定。
所述的熔覆粉末4为需要预置在金属基体1表面的熔覆粉末，熔覆粉末4预置在凹槽2或孔隙3中，防止在进行金属表面熔覆过程中熔覆粉末4的吹动。
所述的凹槽间距5为1.5mm，孔隙间距6为相邻孔隙3圆心间距离4.5mm。
本发明提供的工艺方法具体实施方案如下。
1、 金属基体以及熔覆材料的选择
试验前确定需要进行表面熔覆工艺的金属材料及其尺寸大小，确定想要达到的表面熔覆之后的预期性能进而确定可适用的熔覆材料。
2、 金属基体的加工处理
对金属基体选择合适的加工方式，例如用线切割技术对其进行开槽或者开孔处理。当选择利用线切割技术在基体表面进行开槽处理时，凹槽形状为长方体，尺寸根据熔覆粉末的颗粒大小进行合适的调整，一般深度1mm、宽度1.5mm，长度和数量根据基体大小而定。当选择利用线切割技术在基体表面进行开孔处理，孔隙形状为圆柱体，尺寸根据熔覆粉末的颗粒大小进行合适的调整，一般深度为1mm，直径为3mm，数量根据金属基体大小而定。加工处理完成后，对金属基体表面进行打磨和清洗，最后清水冲洗后干燥状态放置。
3、 熔覆材料的涂覆
将已经确定选择好的熔覆材料均匀涂覆在金属基体表面，此时金属基体表面预先加工处理得到的凹槽或者孔隙内部会形成一定厚度的熔覆涂层，由于凹槽或者孔隙深度的原因，此熔覆涂层的厚度会略大于金属基体表面未加工处理部分的熔覆涂层厚度。涂覆完成后，静置晾干即可。
4、 金属表面熔覆
熔覆处理之后的金属材料进行高温预热，随后转移至均匀强磁场环境中，通入惰性气体，此时会对金属表面的熔覆粉末造成一定程度的冲击，由于之前对金属基体表面预先进行了开槽或者开孔等加工预处理，因此当惰性气体通入时，凹槽或者孔隙内部的粉末由于深度的原因会有部分残留，另外，由于凹槽或者孔隙在金属基体表面是相对均匀分布的，因此气体冲击之后的凹槽或者孔隙内部的熔覆粉末也是均匀分布的，进而整个金属表面的熔覆粉末是相对均匀分布的。此后，激光或者电子束等热源对熔覆材料进行加热熔化，熔化成膜之后自然冷却，形成金属熔覆涂层。
本发明的积极有益效果为：
1.本发明专利能有效促进金属表面熔覆粉末的均匀化，进而提高了金属表面熔覆效率，有效改善了基体金属的性能；
2.本发明专利能有效改善金属表面熔覆过程中预铺的熔覆粉末被吹动的情况，一定程度上减小了熔覆材料的浪费，减小了对周围环境的污染，降低了金属表面熔覆工艺的相关成本；
3.本发明能根据预铺熔覆粉末的颗粒大小，自由选择合适的开槽或开孔的各项尺寸，操作简易方便。
附图说明
图1为金属基体开槽结构图；
图2为金属基体开槽俯视图；
图3为金属基体开孔结构图；
图4为金属基体开孔俯视图；
附图标记说明：1-金属基体、2-凹槽、3-孔隙、4-熔覆粉末、5-凹槽间距、6-孔隙间距。
具体实施方式
为了加强对本发明的理解，下面将结合附图对本发明进一步说明。
如图所示，本发明提供了一种采用粉末预置式熔覆工艺的金属表面预处理方法，包括金属基体1、凹槽2、孔隙3、熔覆粉末4、凹槽间距5、孔隙间距6。
所述的金属基体1为需要进行表面熔覆的金属构件。
所述的凹槽2是在需要进行表面熔覆的金属基体1上，利用线切割技术在基体表面进行开槽处理，凹槽形状为长方体，尺寸可根据熔覆粉末的颗粒大小进行合适的调整，一般为深度1mm、宽度1.5mm，长度和数量根据基体大小而定。
所述的孔隙3是在需要进行表面熔覆的金属基体1上，利用线切割技术在基体表面进行开孔处理，孔隙形状为圆柱体，尺寸可根据熔覆粉末的颗粒大小进行合适的调整，一般其深度为1mm，直径为3mm，数量根据基体大小而定。
所述的熔覆粉末4为需要预置在金属基体1表面的熔覆粉末，熔覆粉末4预置在凹槽2或孔隙3中，防止在进行金属表面熔覆过程中熔覆粉末4的吹动。
所述的凹槽间距5为1.5mm，孔隙间距6为相邻孔隙3圆心间距离4.5mm。
本发明所提供的一种采用粉末预置式熔覆工艺的金属表面预处理方法的具体实施步骤：
1、金属基体以及熔覆材料的选择
试验开始前确定所需要的金属材料以及其尺寸大小，确定金属表面熔覆之后的预期性能，进而确定可适用的熔覆材料。
2、金属基体的加工处理
对金属基体选择合适的加工方式，利用线切割技术对其进行开槽或者开孔处理，开槽或开孔尺寸可自由调整。当选择利用线切割技术在基体表面进行开槽处理时，凹槽形状为长方体，尺寸可根据熔覆粉末的颗粒大小进行合适的调整，一般开槽为深度1mm、宽度1.5mm左右，长度和数量根据基体大小而定。当选择利用线切割技术在基体表面进行开孔处理时，孔隙形状为圆柱体，尺寸可根据熔覆粉末的颗粒大小进行合适的调整，一般开孔深度为1mm左右，直径为3mm左右，数量根据基体大小而定。线切割加工凹槽间距为1.5mm，孔隙间距相邻孔隙圆心距离4.5mm。加工处理完成后，对金属材料表面进行打磨和清洗，最后清水冲洗后进行干燥状态放置。
3、熔覆材料的涂覆
将已经确定选择好的熔覆材料均匀涂覆在金属基体表面，利用刮板对粉末表面进行同水平面的修平，此时金属基体表面预先加工处理得到的凹槽或者孔隙内部会形成一定厚度的熔覆涂层，由于凹槽或者孔隙深度的原因，此熔覆涂层的厚度会略大于金属基体表面未加工处理部分的熔覆涂层厚度。涂覆完成后，静置晾干即可。
4、金属表面熔覆
对熔覆处理之后的金属材料进行高温预热，随后转移至均匀强磁场环境中，通入惰性气体，此时由于之前对金属基体表面预先进行了开槽或者开孔等加工处理，因此当惰性气体通入时，会对金属表面的熔覆粉末造成一定程度的冲击，而凹槽或者孔隙内部的粉末由于深度的原因有效减小了气体冲击对其的影响，仍会有部分残留。另外，由于凹槽或者孔隙在金属基体表面是均匀分布的，因此气体冲击之后的凹槽或者孔隙内部的熔覆粉末也是均匀分布的，进而整个金属表面的熔覆粉末是相对均匀分布的。气体通入后，热源（如激光、电子束等）对熔覆材料进行加热熔化，熔覆材料熔化成膜之后自然冷却，形成金属熔覆涂层。
Claims (1)
1.一种采用粉末预置式熔覆工艺的金属表面预处理方法，其特征在于：包括金属基体（1）、凹槽（2）、孔隙（3）、熔覆粉末（4）、凹槽间距（5）、孔隙间距（6）；所述的金属基体（1）表面通过线切割加工处理得到凹槽（2）或者孔隙（3），凹槽（2）呈长方体形态，在金属基体（1）表面平行等间距分布，即凹槽间距（5）长度相等，凹槽（2）的宽度和深度等具体尺寸根据所选择的熔覆粉末（4）的尺寸大小进行选择及调整，一般为深度1mm、宽度1.5mm，凹槽（2）的长度和数量根据金属基体（1）尺寸而定，孔隙（3）呈圆柱体形态，在金属基体（1）表面呈等间距分布，各相邻孔隙（3）圆心之间距离等同，即各孔隙间距（6）长度相等，孔隙（3）的直径和深度等具体尺寸根据熔覆粉末（4）的尺寸大小进行选择及调整，一般为深度1mm，直径3mm，其数量根据基体大小而定，将所选用的熔覆粉末（4）预置到金属基体（1）表面，会在凹槽（2）或者孔隙（3）中形成一定厚度的粉末堆积，此时的堆积厚度会略大于金属基体表面未加工处理区域的熔覆粉末（4）的厚度，当进行表面熔覆时的惰性气体形成一定冲击时，会造成金属基体（1）表面的熔覆粉末（4）在一定程度上的浪费以及分布不均匀，而此时凹槽（2）或孔隙（3）内部仍会残留部分熔覆粉末（4），由于凹槽（2）或者孔隙（3）在金属基体（1）表面是均匀分布的，因此气体冲击之后的凹槽（2）或者孔隙（3）内部的熔覆粉末（4）也是均匀分布的，进而使得整个金属基体（1）表面的熔覆粉末（4）是相对均匀分布的。
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