[發明專利]一種筒狀零件內孔等離子冶金鍍層的方法

無效

• 申請號: 201010552832.6
• 申請日: 2010-11-16
• 公開（公告）號: CN102051614A
• 公開（公告）日: 2011-05-11
• 發明（設計）人: 李惠琪;李敏;王淑峰;遲靜;柴祿;許慧
• 申請（專利權）人: 山東科技大學
• 主分類號: C23C24/10
• 分類號: C23C24/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于鋼鐵零件表面強化技術領域，尤其涉及筒狀零件內孔的鍍層強化方法。

背景技術

高溫高速沖蝕磨損狀況下工作的礦山、油田、冶金、化工用泵筒零件既需要承受高壓，又要承受劇烈的磨損，且配合精度高，需要在其內壁進行達到毫米厚度數量級的鍍層處理。目前此類技術有電鍍硬鉻及熱噴涂等，但電鍍鍍速低，每小時只能鍍幾微米或十幾微米厚，且電鍍硬鉻的耐磨性仍不足以承受上述工況，施鍍過程有環境污染；熱噴涂復合陶瓷層雖然硬度和耐磨性有提高，但涂層與基體的結合力差，沖蝕磨損時容易剝落。因此工業上廣泛采用了雙金屬離心鑄造和鑲陶瓷套，但雙金屬離心鑄造工藝復雜，受冶金因素影響加入的合金元素有限，壽命難以進一步提高；鑲陶瓷套裝配精度高、廢品率高、成本很高。如果用耐磨合金整體鑄造則又導致脆性大、高壓爆裂危險性大、難加工、合金元素浪費多。因此目前還沒有一種厚度達到毫米數量級的均勻平整、與鋼筒基體呈冶金結合、高硬度的無排放污染、高效率的筒狀零件內孔鍍層技術。

發明內容

本發明的目的在于克服電鍍、熱噴涂、雙金屬鑄造和鑲陶瓷套技術的不足，發明一種厚度達到毫米數量級的均勻平整、與基體呈冶金結合、高硬度的無排放污染、高效率的筒狀零件內孔鍍層方法。

本發明的技術原理是：

將鋼制筒狀零件預熱至300～900℃，將其裝入一可旋轉的鋼制保護套筒內定位，開動保護套筒使之高速旋轉，然后采用轉移弧等離子熔覆的方法，使同步送粉轉移等離子弧平行于缸筒軸線，從一端向另一端緩慢勻速移動熔覆，送入的合金粉為目前焊材和噴涂工業廣泛使用的高碳鉻鐵粉、中碳鉻鐵粉、硼鐵粉、鈦鐵粉、鎢鐵粉、鉬鐵粉、鋯鐵粉、鈮鐵粉、鐵鉻硼硅粉、鎳鉻硼硅粉等中的一種，或者兩種及兩種以上按照任意比例混合的混合粉，粉末在轉移等離子弧的加熱下與筒內壁表面金屬一起熔化，在離心力的作用下在筒內壁上形成厚度均勻的液態合金膜，隨著等離子弧的移動，液態合金膜隨之凝固，在缸筒內壁得到厚度達到毫米數量級的均勻平整、與基體呈冶金結合的高致密高硬度等離子冶金鍍層。當筒內壁全部熔覆完畢后，取出筒狀零件保溫緩冷，

附圖說明

圖1是本發明的筒狀零件內孔冶金鍍層過程示意圖。

1-轉移弧熔覆等離子炬，2-鋼制筒狀零件，3-可旋轉保護套筒，4-等離子冶金鍍層，5-同步送粉等離子弧。

圖2是內孔等離子冶金鍍層的筒狀零件切片(鍍層厚度～1mm)。

圖3是高碳鉻鐵粉冶金鍍層與鋼基體結合界面處的剖面金相組織。

具體實施方式

結合圖1、圖2和圖3再對本發明的實施方式和效果作進一步說明。

先將鋼制筒狀零件2在箱式電爐中預熱至300～900℃，筒壁越厚，預熱溫度應越高，預熱到溫后取出筒狀零件2立即裝入可旋轉保護套筒3內定位，開動保護套筒3，使之達到每分鐘800～1800轉，筒狀零件2的內徑越小，轉速應越高，再把轉移弧熔覆等離子炬1伸入筒狀零件2的內孔，運行至筒狀零件2的右端，轉移弧熔覆等離子炬1中的鎢極(圖中未示出)接等離子電源的負極，可旋轉保護套筒3及筒狀零件2接等離子電源的正極，同步送粉等離子弧5借助高頻高壓經過等離子炬1上的壓縮噴嘴在兩極之間引燃，同時送入合金粉末，轉移弧熔覆等離子炬1以每秒0.5～5毫米的速度勻速向左方移動，這時在筒狀零件2的內壁便生成厚度為0.5～2毫米的等離子冶金鍍層4。當等離子炬1運行至筒狀零件2的左端預定位置后，等離子炬1滅弧并停止送粉，快速向左方退出，保護套筒3停止旋轉，取出鍍好的筒狀零件2，放入保溫爐或者石灰粉中保溫緩冷。

下面結合實施例作一具體說明。