[發(fā)明專利]一種用于強化海洋升降平臺插銷油缸桿的涂層材料的制備方法

有效

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• 申請日: 2020-05-19
• 公開（公告）號: CN111485137B
• 公開（公告）日: 2021-11-05
• 發(fā)明（設計）人: 楊膠溪;白兵
• 申請（專利權）人: 北京工業(yè)大學
• 主分類號: C22C19/05
• 分類號: C22C19/05;C22C32/00;C22C30/00;C23C24/10
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 劉萍

一種用于強化海洋升降平臺插銷油缸桿的涂層材料的制備方法，屬于表面涂層領域。材料質量百分比如下：Cr:20～25wt％，Mo:8～10wt％，Nb：3.15～4.15wt％，F(xiàn)e：5～6wt％，Al：0.4～0.6wt％，Ti：0.4～0.6wt％，C：0.1～0.2wt％，Mn：0.3～0.6wt％，Si：0.5～0.6wt％，Co：1～2wt％；納米顆粒WC：0.5～1.5wt％，納米顆粒TiC：0.5～2wt％，納米顆粒Cr₃C₂：0.5～1.5wt％，Ni:余量。激光功率3?5KW，激光圓形光斑直徑0.5?1.5㎜，搭接率80?90％，送粉速率45?60g/min，激光光斑及粉末束流聚焦在基體表面上方1?2mm，保護氣體氬氣的流量40?50L/min，激光線掃描速度60?120m/min。本發(fā)明是根據(jù)惡劣海洋條件下油缸桿的失效特點，制備一種具有高耐磨耐蝕性涂層，提高油缸的使用壽命。

技術領域

本發(fā)明涉及金屬表面耐磨耐蝕涂層制備以及高線速度激光熔覆技術，屬于激光加工技術領域。

背景技術

液壓油缸在海洋平臺的升降過程在占有不可或缺的地位，海洋平臺由于長期工作在海洋環(huán)境中，惡劣的海洋環(huán)境會對油缸桿表面有一定的腐蝕作用，當腐蝕作用過大時，在油缸桿表面會發(fā)生鼓包、表層脫落的現(xiàn)象，對升降平臺的使用以及控制有著嚴重的影響。

油缸桿表面強化一般為表面硬鉻鍍層，但是由于在電鍍鍍鉻層沉積后會形成空隙以及網(wǎng)狀微裂紋，發(fā)生滲漏現(xiàn)象。更重要的是在電鍍過程中，對環(huán)境存在著大量的污染和危害，而且小缺陷局部不能修復，只能進行整體修復，容易造成資源浪費。目前，全球已經(jīng)不提倡使用電鍍生產產品。

激光熔覆作為一種新型的表面強化技術，對于提高材料表面的耐磨耐蝕性能具有非常廣泛的應用前景。激光熔覆技術相比常規(guī)的涂層擁有更加明顯的優(yōu)點，涂層與基體能夠實現(xiàn)良好的冶金結合，工件形狀不受限制；基體對涂層的稀釋度可控；引起工件的變形小等優(yōu)點。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目標是實現(xiàn)液壓油缸的油缸桿表面的強化和修復，提供一種高精細耐磨耐蝕涂層材料以及涂層的制備方法，代替電鍍工藝，大大提高油缸桿零部件的使用壽命。

一種用于強化海洋升降平臺插銷油缸桿的涂層材料的制備方法，其特征在于，涂層材料的各組分質量百分比如下：Cr:20～25wt％，Mo:8～10wt％，Nb：3.15～4.15wt％，F(xiàn)e：5～6wt％，Al：0.4～0.6wt％，Ti：0.4～0.6wt％，C：0.1～0.2wt％，Mn：0.3～0.6wt％，Si：0.5～0.6wt％，Co：1～2wt％；納米顆粒WC：0.5～1.5wt％，納米顆粒TiC：0.5～2wt％，納米顆粒Cr₃C₂：0.5～1.5wt％，Ni:余量。

激光熔覆所用的參數(shù)為：激光功率為3-5KW，激光圓形光斑直徑為0.5-1.5㎜，搭接率為80-90％，送粉速率為45-60g/min，激光光束光斑及粉末束流聚焦在基體表面上方1-2mm，保護氣體為氬氣，氣體流量為40-50L/min，激光線掃描速度為60-120m/min。

本發(fā)明使用的高速度熔覆技術，相對于傳統(tǒng)的激光熔覆具有更加明顯的優(yōu)勢，熔覆速度是傳統(tǒng)熔覆速度的幾十甚至幾百倍，熱輸入小，涂層組織更加細小致密。

附圖說明

圖1高掃描線速度激光熔覆示意圖

圖2油缸桿涂層制備圖

圖3實例1中激光熔覆涂層整體OM顯微照片

圖4實例1中激光熔覆涂層整體SEM照片

圖5實例1、2、3中涂層硬度分布曲線

圖6實例1、2、3中涂層電位極化曲線

圖7分別為實例1、2、3中涂層與各基體磨損失重比

具體實施方式