[發明專利]一種新型等離子粉芯絲材內壁噴涂方法

有效

• 申請號: 201110421288.6
• 申請日: 2011-12-15
• 公開（公告）號: CN102517536A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發明（設計）人: 任先京;沈婕;于月光;肖立新;萬偉偉;高峰;張樂;李會謙
• 申請（專利權）人: 北京礦冶研究總院
• 主分類號: C23C4/12
• 分類號: C23C4/12;C23C4/06
• 代理公司: 北京凱特來知識產權代理有限公司 11260
• 代理人: 鄭立明;陳亮

技術領域

本發明涉及耐磨減摩涂層技術領域，不僅涉及汽車發動機汽缸內壁耐磨涂層制備的噴涂工藝，還涉及新型等離子粉芯絲材內壁噴涂方法。

背景技術

目前，在節能減排的發展趨勢下，減小發動機的質量是汽車輕量化的重要途徑之一，汽車發動機逐漸由傳統的鑄鐵被鋁合金材料取代，但是現有技術方案中鋁合金的強度和硬度明顯低于鑄鐵，要在氣缸內壁鑲嵌鑄鐵襯套來提高強度，這樣又會造成發動機整體重量和尺寸增加，不利于節能，另外鑄鐵和鋁合金的熱膨脹系數的差異也會造成襯套受熱變形從而脫離鋁合金氣缸內壁，使得油耗和排泄物增加，不符合節能減排的要求。

現有技術中另一種方法采用不銹鋼絲或低碳鋼絲是在氣缸內壁制備不銹鋼涂層和低合金碳鋼涂層，雖然整體重量較鑲嵌鑄鐵襯套低了很多，但是低合金碳鋼涂層雖然耐磨性較好，但不耐燃氣腐蝕，而且不銹鋼涂層雖然有較好的耐燃氣腐蝕性，但耐磨性不足。

發明內容

本發明的目的是提供一種新型等離子粉芯絲材內壁噴涂方法，可用于如汽車發動機鋁合金汽缸內壁等內孔耐磨涂層的制備。采用粉芯絲材，通過等離子轉移電弧絲材噴涂工藝PTWA(Plasma?transferred?Wire?Arc)工藝制備的耐磨涂層，與鋁合金基體的結合強度高達40-55MPa，涂層硬度400-500Hv0.1，高于傳統的鑄鐵襯套280Hv0.1，耐磨性能大大提高，而且噴涂工藝形成1-5％的孔隙具有儲油功能，促進潤滑起到減摩作用等優點，解決了鋁合金發動機氣缸鑄鐵襯套重量和尺寸增加的問題，以及與汽缸內壁的熱膨脹不一致所導致的油耗、排放增加的問題。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的，一種新型等離子粉芯絲材內壁噴涂方法，所述噴涂方法包括：

對工件表面進行預處理；

選用不銹鋼外皮、且添加了鉬Mo、鉻Cr、鎳Ni、硼B、硅Si和鐵Fe組分的減摩耐磨粉芯的鐵基粉芯絲材，通過等離子轉移電弧絲材噴涂工藝PTWA將所述鐵基粉芯絲材噴涂在所述工件的小內孔表面，得到耐磨涂層；

對所制備的耐磨涂層進行珩磨加工處理。

所述對工件表面進行預處理，具體包括：

采用工業清洗劑對所述工件內孔表面進行除油清洗及烘干，再進行吹砂粗化處理，使粗化后的基體表面粗糙度為Ra?2.0～4.0。

所述通過等離子轉移電弧絲材噴涂工藝PTWA將所述鐵基粉芯絲材噴涂在所述工件的小內孔表面，具體噴涂工藝參數為：

氬氣流量50～80L/min，氫氣流量5～20L/min，空氣壓力為3～8bar，氬氣壓力為8～12bar，氫氣壓力為8～12bar，送絲速度為1～10m/min，電流60～100A，電壓80～120v，轉數400～700/min，喂絲量20～40mm/s。

所述對所制備的耐磨涂層進行珩磨加工處理之后，加工后的耐磨涂層的光潔度達Ra0.2-0.8。

由上述本發明提供的技術方案可以看出，本噴涂方法首先對工件表面進行預處理；選用添加有鉬Mo、鉻Cr、鎳Ni、硼B、硅Si和鐵Fe組分的減摩耐磨粉芯和不銹鋼外皮的鐵基粉芯絲材，通過等離子轉移電弧絲材噴涂工藝(PTWA)將所述鐵基粉芯絲材噴涂在所述工件的小內孔表面，得到耐磨涂層；對所制備的耐磨涂層進行珩磨加工處理。該方法制備的耐磨涂層與基體結合強度高，涂層不易脫落，涂層硬度高于傳統的鑄鐵襯套，耐磨性能大大提高，而且噴涂工藝形成1-5％的孔隙具有儲油功能，促進潤滑起到減摩作用等優點，解決了鋁合金發動機氣缸鑄鐵襯套重量和尺寸增加的問題，以及與汽缸內壁的熱膨脹不一致所導致的油耗、排放增加的問題。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域的普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他附圖。

圖1為本發明實施例提供的新型等離子粉芯絲材內壁噴涂方法的流程示意圖；

圖2為本發明實施例所舉實例中鋁合金氣缸內壁的涂層整體示意圖；

圖3為本發明實施例所舉實例中鋁合金氣缸內壁的涂層局部放大圖。

具體實施方式

下面結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l明的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明的保護范圍。