[發明專利]球墨鑄鐵表面抗高溫氧化和耐磨涂層制備方法

有效

• 申請號: 201811264300.5
• 申請日: 2018-10-29
• 公開（公告）號: CN109082622B
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發明（設計）人: 杜安;張余;馬瑞娜;范永哲;趙雪;曹曉明
• 申請（專利權）人: 河北工業大學
• 主分類號: C23C2/12
• 分類號: C23C2/12;C23C2/02;C23C2/28;C23C10/30
• 代理公司: 天津翰林知識產權代理事務所(普通合伙) 12210
• 代理人: 付長杰

本發明為球墨鑄鐵表面抗高溫氧化和耐磨涂層制備方法，該方法包括以下步驟：第一步、對球墨鑄鐵工件進行熱浸鍍鋁處理，冷卻后得到鍍鋁工件，鍍鋁溫度為710?770℃，在此溫度下浸鍍1?10min；熱浸鍍鋁用的助鍍劑的質量百分組成為：氯化鈉2?5％、氯化鉀5?10％、余量水；助鍍溫度保持在90?95℃，助鍍時間為3?5min；第二步、將第一步得到的鍍鋁工件再進行擴散處理，擴散溫度為900?1000℃，并在此溫度下保溫0.5?3h，得到滲鋁工件。該方法針對球墨鑄鐵基體進行設計，將熱浸鍍鋁與擴散處理相結合，在球墨鑄鐵表面形成抗高溫氧化和耐磨涂層，既能提高球墨鑄鐵的抗高溫氧化性能，又能改善球墨鑄鐵的耐磨性能，且涂層與基體結合為冶金結合，工藝過程相對簡單，成本較低，適合工業生產。

技術領域

本發明涉及防護涂層技術領域，尤其涉及一種球墨鑄鐵表面抗高溫氧化和耐磨涂層制備方法。

背景技術

隨著社會的發展、科技的進步，人們對汽車性能的要求越來越高。而發動機是衡量汽車性能的重要指標，發動機就好比汽車的心臟，一旦出了問題，汽車也就不能使用。發動機通常采用鑄鐵材料制造而成。因為鑄鐵具有優良的鑄造性、減震性、切削加工性以及生產成本低等優點。

研究表明，發動機在臺架實驗中先后出現了多次氣門機構失效的故障，主要表現為氣門導管斷裂。其原因主要是由于氣門和氣門導管過度摩擦造成，氣門導管斷裂會導致機油消耗增加、氣門導桿晃動等，進而影響整機性能。所以如果發動機需長時間運行，必須提高氣門導管的耐磨性。而且由于持續摩擦會產生大量的熱，所以也要提高氣門導管的抗高溫氧化性能，這樣才能確保發動機的正常工作。目前在球墨鑄鐵表面制備抗高溫氧化和耐磨涂層制備方法主要是微弧氧化、粉末包埋和熱噴涂。

采用微弧氧化在鍍鋁球墨鑄鐵上制備氧化鋁陶瓷層，確實能改善鑄鐵的抗高溫氧化和耐磨性能，但氧化溫度高于鋁的熔點時，過渡層鋁層就會融化，導致陶瓷層脫落。粉末包埋工藝相對復雜，成本較高，只適合一些板、塊等形狀簡單的零部件。熱噴涂制備出來的涂層與基體結合為物理結合，結合力不好。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明擬解決的技術問題是，提供一種球墨鑄鐵表面抗高溫氧化和耐磨涂層制備方法，該方法針對球墨鑄鐵基體進行設計，將熱浸鍍鋁與擴散處理相結合，在球墨鑄鐵表面形成抗高溫氧化和耐磨涂層，既能提高球墨鑄鐵的抗高溫氧化性能，又能改善球墨鑄鐵的耐磨性能，且涂層與基體結合為冶金結合，結合力好，克服了微弧氧化易脫落的缺點，工藝過程相對簡單，成本較低，適合工業生產。

本發明解決所述技術問題采用的技術方案是，提供一種球墨鑄鐵表面抗高溫氧化和耐磨涂層制備方法，該方法包括以下步驟：

第一步、對球墨鑄鐵工件進行熱浸鍍鋁處理，冷卻后得到鍍鋁工件，鍍鋁溫度為710-770℃，在此溫度下浸鍍1-10min；熱浸鍍鋁用的助鍍劑的質量百分組成為：氯化鈉2-5％、氯化鉀5-10％、余量水；助鍍溫度保持在90-95℃，助鍍時間為3-5min；

第二步、將第一步得到的鍍鋁工件再進行擴散處理，擴散溫度為900-1000℃，并在此溫度下保溫0.5-3h，得到滲鋁工件，該滲鋁工件即為具有抗高溫氧化和耐磨涂層的球墨鑄鐵件。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：