[發明專利]一種電機軸灰鑄鐵端蓋表面激光熔覆改性方法及其應用

在審

• 申請號: 201911334838.3
• 申請日: 2019-12-20
• 公開（公告）號: CN111020566A
• 公開（公告）日: 2020-04-17
• 發明（設計）人: 覃喆華;陳恒文;程暢棟;李衛平
• 申請（專利權）人: 株洲輝銳增材制造技術有限公司
• 主分類號: C23C24/10
• 分類號: C23C24/10;C22C19/05;C22C38/02;C22C38/04;C22C38/40
• 代理公司: 北京天盾知識產權代理有限公司 11421
• 代理人: 肖小龍;李瓊芳

本發明屬于激光熔覆技術領域，具體公開了一種電機軸灰鑄鐵端蓋表面激光熔覆改性方法及其應用。所述端蓋材料為灰鑄鐵，所述端蓋設有內孔，在所述端蓋內孔表面的接觸配合位置設有激光熔覆層，所述激光熔覆層包括鎳基層和硬質合金層，所述鎳基粉層由鎳基粉末熔覆至端蓋表面制成，所述硬質合金粉末層由硬質合金粉末熔覆至鎳基粉層表面制成；所述鎳基層厚0.2~0.4mm，所述硬質合金層厚0.7~0.9mm。本發明所述電機軸灰鑄鐵端蓋表面激光熔覆層能提高電機軸灰鑄鐵端蓋的耐磨、耐蝕、耐熱、抗氧化及電特性，所述合金層之間冶金結合，其結合性好，不容易脫落，使用壽命長，且激光熔覆工藝不存在污染。

技術領域

本發明屬于激光熔覆技術領域，更具體的，涉及一種電機軸灰鑄鐵端蓋表面激光熔覆改性方法及其應用。

背景技術

電機軸的端蓋形狀比較復雜，機加工麻煩，難度大，只能鑄造制備。端蓋材料一般為灰鑄鐵，由于材料本身性能原因，軸承配合位置容易磨損，一般在配合位置采用電鍍工藝增加一層硬鉻層，提高零件使用壽命。

但在實際使用中，采用電鍍工藝增加一層硬鉻層存在以下問題：1.致密度問題，電鍍層無法達到100％致密度，所以表面存在針孔，在一定條件下會誘發生銹起泡，最終導致鍍層剝落；2.結合力問題，電鍍層表面一旦發生損傷，由于電化學腐蝕原因，會出現大面積鍍層剝落，最終導致工件失效；3.環境問題，六價鉻為吞入性毒物/吸入性極毒物，皮膚接觸可能導致敏感；更可能造成遺傳性基因缺陷，吸入可能致癌，對環境有持久危險性。但這些是六價鉻的特性，鉻金屬、三價或四價鉻并不具有這些毒性。在歐盟，會致癌或突變的六價鉻都不允許公開販售。同時，端蓋采用電鍍工藝增加硬鉻層時，端蓋作為鍍件進入工藝溶液進行表面處理或電鍍，這些溶液附著在鍍件表面隨鍍件帶入清洗水中；在此過程中，工藝溶液在工藝過程中給工作人員帶來極大困擾：工藝溶液有可能灑落到地面；或被電極反應產生的氣體形成“氣霧”帶出，進入排風系統；或在鍍液過濾時遺留在濾芯上；或由于鍍槽、管道破損泄露鍍液；鍍液失效廢棄；這些清洗水、灑落液和氣霧中的酸、堿、氰化物、重金屬物質都會對環境造成污染。

激光熔覆技術是指以不同的填料方式在被涂覆基體表面上放置選擇的涂層材料，經激光輻照使之和基體表面薄層同時熔化，并快速凝固后形成稀釋度極低并與基體材料成冶金結合的表面涂層，從而顯著改善基體材料表面的耐磨、耐蝕、耐熱、抗氧化及電器特性等的工藝方法。

同時，在灰鑄鐵表面進行熔覆，由于碳含量較高，高溫燒損嚴重，熔池底部產生的氣體破壞熔池，極難成型。因此，研究激光熔覆技術在灰鑄鐵端蓋表面涂層制備工藝中的應用意義重大。

發明內容

針對背景技術中存在的問題，本發明的目的在于提供一種電機軸灰鑄鐵端蓋表面激光熔覆改性方法。

本發明的另一目的在于提供一種電機軸灰鑄鐵端蓋表面激光熔覆改性方法在電機軸灰鑄鐵端蓋表面的應用。

本發明的發明目的是通過以下技術方案實現：

一種電機軸灰鑄鐵端蓋表面激光熔覆改性方法，所述端蓋材料為灰鑄鐵，所述端蓋上設有內孔，在所述端蓋內孔表面的接觸配合位置進行改性形成激光熔覆層，所述激光熔覆層包括鎳基層和硬質合金層，所述鎳基粉層由鎳基粉末熔覆至端蓋表面制成，所述硬質合金粉末層由硬質合金粉末熔覆至鎳基粉層表面制成；所述鎳基層厚0.2～0.4mm，所述硬質合金層厚0.7～0.9mm；所述改性激光熔覆層由順序進行的下列步驟制成：

S1.端蓋配合位置磨削：對端蓋的配合位置內孔進行車削機加工，去除缺陷疲勞層；

S2.蓋板變位機裝夾找正：裝夾后找正，內孔圓中心與變位機轉盤中心同軸；

S3.鎳基層熔覆：采用激光熔覆工藝對端蓋的配合面內孔表面進行熔覆鎳基層，所述鎳基層分兩層進行熔覆，第一層熔覆層與端蓋基材部分冶金結合；第二層熔覆層與第一層熔覆層冶金結合，優選地，所述第一層鎳基層厚0.1～0.2mm、第二層鎳基層厚0.2～0.3mm；