[發明專利]一種微弧氧化與真空熔覆相結合的工件表面強化處理方法

有效

• 申請號: 201710720533.0
• 申請日: 2017-08-21
• 公開（公告）號: CN107675176B
• 公開（公告）日: 2019-05-17
• 發明（設計）人: 霍會賓;蘇成明;李世亮;曹鵬;田林飛;李軍強
• 申請（專利權）人: 陜西天元智能再制造股份有限公司
• 主分類號: C23C28/00
• 分類號: C23C28/00;C23C2/12;C25D11/06;C23C24/10
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1.一種微弧氧化與真空熔覆相結合的工件表面強化處理方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一、去除工件表面油污，并對工件表面進行噴砂處理；

步驟二、對經過噴砂處理的工件表面進行熱浸鍍鋁，在工件表面形成鋁基膜；

步驟三、對形成有鋁基膜的工件表面進行微弧氧化，在工件表面形成陶瓷涂層；

步驟四、對形成有陶瓷涂層的工件表面進行鎳基自熔合金粉末的真空熔覆，在工件表面形成陶瓷涂層與鎳基合金涂層致密結合的復合涂層，具體包括：

（1）對形成有陶瓷涂層的工件表面進行清洗、烘干和預熱；

（2）按照如下重量百分比配置鎳基自熔合金粉末：其中碳的重量百分比含量在0.5-1.1%，鉻的重量百分比含量在15-20%，硼的重量百分比含量在3.0-4.5%，硅的重量百分比含量在4-6%，鐵的重量百分比含量在≤5%，其余為鎳，且鎳基自熔合金粉末的粒度在40-100微米；

（3）將鎳基自熔合金粉末均勻分散于膠體中形成涂覆懸浮液，其中膠體由松節油和松香按照質量比1:2-3混合形成，鎳基自熔合金粉末與膠體的混合質量比為5-7:1；

（4）將涂覆懸浮液均勻噴涂在預熱后的工件表面，形成厚度在0.3-1.5mm的預涂層，然后將工件烘干；

（5）將工件放入真空爐中進行真空熔覆，采用階梯加熱保溫方式，先低溫慢速加熱并保溫，緩慢去除松香，然后以較快速度升溫，對鎳基自熔合金粉末進行初步燒結形成骨架結構，最后快速加熱至鎳基自熔合金粉末熔點溫度后保溫一段時間，使鎳基自熔合金粉末熔化并填充入陶瓷涂層中，形成陶瓷涂層與鎳基合金涂層致密結合的復合涂層；具體過程為先將真空爐的真空度控制在10Pa，接著在真空爐中具體按照下述方式對工件表面進行階梯加熱保溫：在2至5分鐘內將工件表面溫度由室溫加熱至110℃，然后在8至12分鐘內將工件表面溫度由110℃加熱至140℃，然后在140℃下保溫10分鐘，接著在40至60分鐘內將工件表面溫度由140℃加熱至300℃，然后在300℃下保溫20分鐘，接著在25至35分鐘內將工件表面溫度由300℃加熱至1100℃，最后在1100℃下保溫20分鐘；

步驟五、將工件冷卻至室溫，完成對工件表面的強化處理。

2.根據權利要求1所述的工件表面強化處理方法，其特征在于，其中步驟一中用有機溶劑去除工件表面的油污，噴砂處理時采用18-20目的鑄鋼砂材，噴砂氣壓為0.6 Mpa-0.8Mpa。

3.根據權利要求1所述的工件表面強化處理方法，其特征在于，其中步驟二中在工件表面形成的鋁基膜的厚度為8-20μm。

4.根據權利要求1所述的工件表面強化處理方法，其特征在于，其中步驟三中，在工件表面形成的陶瓷涂層為厚度在50-120微米的氧化鋁陶瓷層。

5.根據權利要求4所述的工件表面強化處理方法，其特征在于，所述氧化鋁陶瓷層主要包括晶態的α-Al₂O₃和γ-Al₂O₃。

6.根據權利要求1-5任一項所述的工件表面強化處理方法，其特征在于，其中步驟三具體包括：

（1）將KOH、H₃BO₃ 和Na₂SiO₃作為混合電解質溶于蒸餾水中制成微堿性的電解液，電解液中KOH的濃度為3-5g/L、H₃BO₃ 的濃度為10-12g/L、Na₂SiO₃的濃度為1-3g/L；

（2）將工件浸入所述電解液中并連接電源正極，將浸入電解液中的不銹鋼板或者盛放電解液的不銹鋼槽連接電源負極；

（3）啟動電源并控制電壓在300-600V、控制電流密度在20～30 A/dm²，并在反應過程中將電解液溫度控制在10-50℃，同時采用攪拌裝置使電解液對流循環。