[發(fā)明專利]提高高溫干摩擦條件下閥桿表面耐磨性的方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710407195.5
• 申請(qǐng)日: 2017-06-02
• 公開（公告）號(hào): CN107236950A
• 公開（公告）日: 2017-10-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馮愛新;張津超;薛偉;楊海華;趙瑩;程好;陳歡;賈天代;劉勇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 溫州大學(xué)
• 主分類號(hào): C23C24/10
• 分類號(hào): C23C24/10
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務(wù)所32237
• 代理人: 王玉國

1.提高高溫干摩擦條件下閥桿表面耐磨性的方法，其特征在于：先采用激光熔覆技術(shù)在閥桿表面形成具有高溫自潤滑的耐磨涂層，再對(duì)其進(jìn)行激光微織構(gòu)使涂層表面產(chǎn)生規(guī)則分布的微溝槽，實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)屑減摩作用；包括以下步驟：

(1)閥桿表面預(yù)處理：采用機(jī)加工方式使閥桿直徑尺寸小于設(shè)計(jì)尺寸1～2mm；

(2)閥桿表面激光熔覆涂層的制備：采用激光熔覆的方法獲得厚度為2～3mm的涂層，工藝為：

a)對(duì)機(jī)加工后的表面進(jìn)行除油清污處理，并用酒精清洗干凈，然后對(duì)閥桿預(yù)熱，預(yù)熱溫度為300～500℃，預(yù)熱時(shí)間為2～3小時(shí)；

b)配置熔覆粉末，基體材料為Ni60M合金粉末，潤滑相為CaF₂粉末，復(fù)合粉末質(zhì)量百分比為：Ni60M合金粉末85％～95％，CaF₂粉末5％～15％，放入球磨機(jī)中混合均勻，攪拌時(shí)間為2～3小時(shí)；

c)采用光纖激光器、以同軸送粉的方式對(duì)閥桿表面實(shí)施多道單層熔覆；并同步使用惰性氣體保護(hù)激光熔覆區(qū)域；激光熔覆工藝參數(shù)為：激光功率為2～3kW，閥桿轉(zhuǎn)動(dòng)線速度為400～600mm/min，離焦量為+2～+4mm，送粉速率為0.4～0.8g/s，搭接率為20％～40％，保護(hù)氣體流量為3～4L/min；

(3)激光熔覆后表面的后處理：將經(jīng)激光多道熔覆后的涂層放入熱處理爐中進(jìn)行退火處理，消除殘余應(yīng)力，退火溫度為400～600℃，時(shí)間為6～10小時(shí)；出爐后對(duì)熔覆涂層進(jìn)行機(jī)加工、打磨、拋光，使閥桿直徑尺寸大于設(shè)計(jì)尺寸50～100μm；

(4)激光刻蝕微溝槽：采用超快激光器對(duì)處理后的熔覆涂層刻蝕微溝槽，其工藝參數(shù)為：平均輸出功率為2～4W，脈沖頻率為50～200kHz，掃描速度為50～150mm/s，掃描次數(shù)為20000～50000次，離焦量為-0.5～-1.5mm；

(5)對(duì)激光刻蝕微溝槽的表面進(jìn)行精珩磨和清洗處理，去除微溝槽邊緣和內(nèi)部的殘留物。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高高溫干摩擦條件下閥桿表面耐磨性的方法，其特征在于：所述步驟(2)中的Ni60M合金粉末，其成分按重量百分比為：C0.8％、Cr17％、Si4％、Fe15％、B3.2％，余量為Ni，粒度為100～325目。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高高溫干摩擦條件下閥桿表面耐磨性的方法，其特征在于：所述步驟(2)中的CaF₂粉末為鎳包覆材料，其成分質(zhì)量百分比為：CaF₂85％，Ni 15％。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高高溫干摩擦條件下閥桿表面耐磨性的方法，其特征在于：所述步驟(2)中的惰性保護(hù)氣體為氬氣或氮?dú)狻?/p>

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高高溫干摩擦條件下閥桿表面耐磨性的方法，其特征在于：所述步驟(4)中的激光刻蝕微溝槽為三角形或六邊形。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高高溫干摩擦條件下閥桿表面耐磨性的方法，其特征在于：所述步驟(4)中的超快激光器為納秒激光器、飛秒激光器或皮秒激光器。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高高溫干摩擦條件下閥桿表面耐磨性的方法，其特征在于：所述步驟(4)中的微溝槽為連續(xù)條狀。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的提高高溫干摩擦條件下閥桿表面耐磨性的方法，其特征在于：所述微溝槽的寬度為50～90μm，深度為20～80μm。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的提高高溫干摩擦條件下閥桿表面耐磨性的方法，其特征在于：所述微溝槽的面積率為20％～35％。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高高溫干摩擦條件下閥桿表面耐磨性的方法，其特征在于：所述步驟(5)中的清洗處理是用酒精和丙酮清洗閥桿工作面。