[發明專利]一種含鉻鋼TiC-TiB2電火花復合強化層的制備方法

無效

• 申請號: 201310295014.6
• 申請日: 2013-07-12
• 公開（公告）號: CN104278229A
• 公開（公告）日: 2015-01-14
• 發明（設計）人: 李飛
• 申請（專利權）人: 無錫成博科技發展有限公司
• 主分類號: C23C4/10
• 分類號: C23C4/10
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 楊小雙

技術領域

本發明涉及一種含鉻鋼表面強化的方法，具體涉及一種含鉻鋼TiC-TiB₂電火花復合強化層的制備方法。

背景技術

電火花表面強化具有生產率高，成本低，處理溫度低，可處理大面積，復雜零件等優點。電火花表面強化層具有較高的硬度和較好的耐高溫性、耐腐蝕性、耐磨性，從而能顯著地提高零件的使用壽命。人們已經成功地將電火花表面強化技術應用于強化或修復導軌、曲軸、齒輪、缸體、泵體、軋輥、活塞和液壓缸等零部件。TiC-TiB₂復合材料具有力學強度大，耐磨性好，硬度高，熱膨脹系數小，耐高溫，導電率高，抗熱震性好和耐化學腐蝕等優良特性，比單相的TiC或TiC-TiB₂陶瓷材料的性能有較大的提高。因此，TiC-TiB₂復合材料在石油化學工業和化工領域可以用作各種耐腐蝕用泵、容器管道及Hall-Heroult電池陰極，在機械工業中可以用作各種軸承，切削刀具和機械密封部件，在宇航和汽車工業中也被認為是未來制造燃氣輪機，火箭噴嘴和發動機部件的最有希望的候選材料。

國內外的學者在電火花表面強化的強化機理、強化層的組織結構、性能測試和設備研究方面，做了比較廣泛得意俺就，取得了較多的成果。然而，對以TiC-TiB₂復合材料為電極的電火花強化層的結構和性能工作開展的極少。

湯精明（湯精明，TiC-TiB₂電火花復合強化層組織與耐磨性，材料導報，2012，14:115～117）公開了一種TiC-TiB₂電火花復合強化層組織與耐磨性的研究，該方法利用電火花方法表面強化得到TiC-TiB₂電火花復合強化層，達到了剛的表面強化的目的。但是，該方法得到的鋼的耐磨性能仍然較差，無法滿足實際應用的需要。

發明內容

本發明的目的之一在于提供一種含鉻鋼TiC-TiB₂電火花復合強化層的制備方法，采用所述方法制備得到的強化層的耐磨性能十分優異。

為了達到上述目的，本發明采用了如下技術方案：

一種含鉻鋼TiC-TiB₂電火花復合強化層的制備方法，所述方法包括如下步驟：

在空氣介質中，對含鉻鋼進行電火花表面強化處理，電極材料為TiC-TiB₂復合材料，電火花強化試樣表面時，電極在含鉻鋼表面移動速度為500～580mm/min。

優選地，所述TiC-TiB₂復合材料中TiC含量為30～34wt%，TiB₂含量為40～45wt%。

所述TiC的含量例如為30.5wt%、31wt%、31.5wt%、32wt%、32.5wt%、33wt%、33.5wt%。

所述TiB₂含量例如為40.5wt%、41wt%、41.5wt%、42wt%、42.5wt%、43wt%、43.5wt%、44wt%、44.5wt%。

優選地，在表面強化處理前，對含鉻剛進行預處理：

先用丙酮清洗含鉻鋼表面，然后用無水酒精清洗，最后干燥，得到預處理的含鉻鋼。

優選地，電極在含鉻鋼表面移動速度為520～580mm/min，進一步優選530～580mm/min，例如為525mm/min、535mm/min、540mm/min、545mm/min、550mm/min、555mm/min、560mm/min、565mm/min、570mm/min、575mm/min。

所述電火花表面強化的電壓為30～50V，優選32～48V，進一步優選33～45V，例如31V、34V、36V、38V、40V、42V、44V、46V、48V。

所述電火花表面強化的電容為250～290μF，優選255～285μF，進一步優選260～280μF，例如253μF、256μF、262μF、265μF、270μF、275μF、278μF、282μF、286μF、289μF。

本發明所述強化層結構致密，基本無孔洞，強化層與基體的過渡層沒有出現明顯分層和裂紋，界面結構致密較為理想。強化層與基體之間的結合區的組織形貌為典型的樹枝晶，沿著與界面垂直的方向生長。界面為波紋形，說明強化層與基體已呈冶金結合，這種冶金結合有助于提高強化層與基體之間的結合力，有利于強化層的穩定存在，保證了強化層與基體的連續性，從而具有良好的性能。

與現有技術相比，本發明具有如下有益效果：