[發明專利]在曲軸軸面熱噴涂鉬涂層的方法

有效

• 申請號: 201310010535.2
• 申請日: 2013-01-11
• 公開（公告）號: CN103014587A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 劉自敬;朱暉朝;陳志坤;謝少陽;葉春濃;黃芳珍;張忠誠;黃建;王楓;朱霞高;倪偉邦;雷運生
• 申請（專利權）人: 廣州有色金屬研究院;佛山市順德區中意液壓有限公司
• 主分類號: C23C4/02
• 分類號: C23C4/02;C23C4/08;C23C4/12
• 代理公司: 廣東世紀專利事務所 44216
• 代理人: 劉潤愚

技術領域

本發明涉及一種在曲軸軸面熱噴涂鉬涂層的方法，特別是涉及在液壓馬達曲軸軸面熱噴涂鉬涂層方法。

背景技術

鉬（Mo）是一種金屬活性不高的難熔金屬，具有較高的熔點和沸點，對酸、堿和熔融金屬有很好的抗蝕能力，具有較好的導熱和導電性能。鉬還是一種良好的減磨材料，能夠有效的降低摩擦系數，在難以采用液體潤滑的情況下，采用熱噴涂鉬涂層能夠起到減小摩擦、延長壽命的作用。

現在市場使用的如液壓馬達之類的曲軸軸面基本上是不處理或者是只進行簡單的電鍍處理，耐磨性能差，耐腐蝕性能差，不利于曲軸的長時間正常穩定工作。電鍍處理過的曲軸，壽命雖然比不處理的曲軸稍長，但涂層結合性能差，極易在重載下剝落，從而造成更大的磨損損失。噴涂鉬（Mo）涂層后，由于Mo涂層具有減小摩擦系數、提高表面硬度、儲油的作用，曲軸使用時間預計是未噴涂涂層的三倍以上。

曲軸表面熱噴涂Mo涂層，其難點在于合理使用噴涂工藝，因此熱噴涂工藝對涂層性能具有重要影響。Mo涂層制備過程中，過程氧化對涂層性能影響很大，噴涂粒子在噴涂過程中，粒子在焰流中的氧化行為稱為過程氧化。噴涂過程中的參數，如電流、氫氣、氧氣、送粉量、噴涂距離等，都會直接對過程氧化產生影響。過程氧化是以增加涂層中的氧化物含量的方式，來影響涂層性能的。氧化物含量越高，說明過程氧化越充分，涂層硬度越高，耐磨性能就越好。噴涂工藝參數要相互匹配，才能得到理想的噴涂效果。噴涂參數不匹配，則過程氧化不充分，Mo涂層硬度較低，孔隙率較低，必然造成Mo涂層性能的下降。在Mo涂層噴涂過程中，需要調整工藝參數來提高或降低過程氧化程度，從而獲得所需的涂層性能。

發明內容

本發明的目的在于針對上述問題的存在，提供一種可有效解決在曲軸軸面上熱噴涂耐腐蝕、耐磨的鉬涂層的方法，使得曲軸能夠提高使用壽命，降低綜合使用成本。

本發明的技術方案是這樣實現的：

在曲軸軸面熱噴涂鉬涂層的方法，首先對曲軸噴涂位置進行清洗和保護，進而進行表面噴砂處理。然后按照曲軸的規格，進行安裝和配重，保證曲軸能夠平穩的轉動。由于噴涂鉬（Mo）涂層過程中，會發生放熱作用，因此設計和安裝合理的冷卻系統，確保工件基體溫度不超過200℃，否則基體極易發生變形或時效作用。檢查并調整工藝參數對液壓曲軸軸面進行熱噴涂，確保工藝參數間相互匹配，保證涂層孔隙率和過程氧化程度，保證涂層的均勻性。最后，對曲軸軸面熱噴涂附帶的樣品進行檢測。其具體實現包括以下幾個步驟：

1、用鐵皮或者高溫膠帶對工件的非噴涂面進行保護，確保噴涂過程中非噴涂面上不噴上涂層，對工件需要噴涂的表面進行檢驗，并用丙酮清洗工件的噴涂面，確保不會有油脂在噴涂表面，以防噴涂時影響涂層結合力；

?2、對需要噴涂的工件表面進行噴砂處理，噴砂選用24#棕剛玉，噴砂壓力為0.2-0.4MPa，噴砂時必須使噴涂部位全部均勻無反光；

?3、把工件吊裝在臥式轉臺上夾緊，用配重塊把曲軸配重，以便于輕松而平穩地轉動工件，工件轉速為：線速度400-600mm/s；

?4、選擇和設置熱噴涂的工藝參數，其中，采用等離子噴涂時的工藝參數為：噴涂槍使用拉瓦爾槍嘴，噴涂距離：100-150mm，工作電流：550-660A，Ar氣速度：40-50升/min，氫氣速度：6-12升/min，送粉量：40±10g/min，冷卻氣壓力：0.2-0.6MPa，噴涂槍體相對曲軸噴涂面移動速度：10-100mm/s；采用火焰噴涂時的工藝參數為：氧氣速度：0.6-1m³/h，乙炔速度：0.4-1m³/h，壓縮空氣濃度：4-10Kg/cm^3?，冷卻氣壓力：0.2-0.6MPa，噴涂距離：90-110mm，噴涂槍體相對曲軸噴涂面移動速度：10-100mm/s；

5、在對工件噴涂前，先對工件用等離子噴槍進行預熱，利用等離子弧的熱量對需要噴涂的曲軸面進行加熱，測得軸面溫度為50℃以上時開始送粉進行熱噴涂；

6、由于噴涂鉬涂層具有放熱作用，在熱噴涂過程中不間斷地監測曲軸表面溫度，如果曲軸表面溫度超過150℃，則停槍并對曲軸面進行冷卻，當曲軸表面溫度降低到60-100℃區間時，再繼續進行熱噴涂，直至熱噴涂的鉬涂層厚度為0.2mm左右時停止熱噴涂，完成該工件的本次熱噴涂。