一種高速壓摩法在挺桿表面制備耐磨涂層的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種耐磨涂層的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)動機(jī)不斷向高速、大功率方向發(fā)展，這就不可避免地要增大配氣機(jī)構(gòu)的慣性力、接觸面的滑動速度和彈簧的預(yù)緊力，使凸輪和挺桿間的接觸應(yīng)力增大，潤滑條件更為苛刻，從而導(dǎo)致凸輪和挺桿早期失效。因此，對凸輪的表面進(jìn)行改性以提高耐磨性能有著重要的意義。耐磨涂層的制備就是這樣一種有效地手段。
[0003]近年來，耐磨涂層涂層制備方法有熱噴涂、熱壓燒結(jié)、激光溶覆、電化學(xué)沉積和磁控濺射等幾種，這些方法各有優(yōu)缺點(diǎn)。其中電化學(xué)沉積方法形成速度較慢，且受到工件尺寸的限制，適合制備小厚度的涂層;磁控濺射方法制備涂層的效率雖然高，但受設(shè)備限制，生產(chǎn)成本較高;激光溶覆方法是近幾年來發(fā)展起來的新技術(shù)，它是通過較高溫度熱源及較大的過冷度將耐磨粉末溶覆到基體表面，以獲得一定厚度及所需性能的耐磨涂層。這種工藝已相對廣泛，但在激光加熱過程中的極高過冷度影響，導(dǎo)致涂層和基體之間溫度梯度過大，在涂層或過度區(qū)產(chǎn)生較大熱應(yīng)力，導(dǎo)致裂紋的產(chǎn)生。另外，溶覆過程中產(chǎn)生較多氣孔，激光燒結(jié)時(shí)基體與涂層的結(jié)合強(qiáng)度不足，同時(shí)從組織形態(tài)上來說，激光溶覆組織是一種快速凝固的鑄態(tài)組織，存在著晶界偏析現(xiàn)象，這些因素會最終影響制備材料的使用性能;熱噴涂方法在開放條件下進(jìn)行，制備效率雖然較高，但噴涂過程粉末在高溫下與空氣接觸，容易形成氧化物，影響涂層性能且污染嚴(yán)重;熱壓燒結(jié)是應(yīng)用較為廣泛的涂層制備手段，然而受設(shè)備尺寸要求，對磨具要求較高，通配性較差，不適合工業(yè)化生產(chǎn)。
[0004]然而運(yùn)用高速壓摩法將耐磨涂層制備在凸輪表面提高耐摩性能的做法還未有報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種新型一種高速壓摩法制備耐磨涂層的方法，該方法是以預(yù)先制備的CrFeMnNiCo耐磨涂層粉末為原料，將粉末按一定厚度均勻平鋪在挺桿表面。采用與之配套的高速高壓設(shè)備帶動磨頭旋轉(zhuǎn)，以高速高壓的形式將耐磨涂層粉末摩擦、鑲嵌、粘結(jié)制備到鋼板基體上，最終得到耐磨涂層。
[0006]為了解決上述問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案如下:一種高速壓摩法制備耐磨涂層的制備方法，其特征在于:該方法是以預(yù)先制備的CrFeMnNiCo耐磨涂層粉末為原料，將粉末按一定厚度均勻平鋪在挺桿表面。采用與之配套的高速高壓設(shè)備帶動磨頭旋轉(zhuǎn)，以高速高壓的形式將耐磨涂層粉末摩擦、鑲嵌、粘結(jié)制備到挺桿表面上，最終得到耐磨涂層。
[0007]所述的高速壓摩法在挺桿表面制備耐磨涂層的方法，其特征在于:由配套設(shè)備將磨頭緊緊固定在夾持臂上，施加500-1000N的力將磨頭壓在挺桿表面，加持臂由電機(jī)帶動順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速1000-1500r/min，時(shí)間2_5s，停止后迅速拉升夾持臂，使得磨頭于基體分離。
[0008]所述的制備耐磨涂層粉末材料的制備方法，其特征之于:所述的CrFeMnN i Co耐磨粉末化學(xué)成分配比為等摩爾比1:1:1:1:1，其純度要求為99.9%。將粉末置于瑪瑙罐中進(jìn)行混合，充He氣體保護(hù)，在機(jī)械球磨機(jī)中進(jìn)行球磨，轉(zhuǎn)速360min/s，球磨時(shí)間100h，球料比9:1，球磨后靜置3小時(shí)，在手套箱中開罐。然后將混合粉末置于真空干燥箱中在100°C下烘干1小時(shí)，儲存?zhèn)溆谩?br>[0009]所述的高速壓摩法在挺桿表面制備耐磨涂層的方法的磨頭，其特征在于:所述的磨頭磨損失效后可以更換，也可根據(jù)發(fā)動機(jī)挺桿型號更換不同尺寸大小的磨頭。所述的磨頭材料為耐高溫且硬度高的陶瓷材料。
[0010]所述的高速壓摩法在挺桿表面制備耐磨涂層的方法，其特征在于:所述的耐腐涂層厚度為10-600umo
[0011]所述的高速壓摩法在挺桿表面制備耐磨涂層的方法，其特征在于:所述的挺桿表面用150號、600號砂紙分別打磨，去掉油污和氧化皮，漏出金屬光澤，以增加界面結(jié)合能力。
[0012]所述的高速壓摩法在挺桿表面制備耐磨涂層的方法的配套設(shè)備，其特征在于:底部由4組液壓壓力機(jī)支撐，以提供壓力，壓力機(jī)對挺桿施加一定的壓力與磨頭接觸，磨頭由固定銷緊固在夾持臂的卡槽內(nèi)，加持臂的上端為電機(jī)，在制備過程中提供旋轉(zhuǎn)的動力。
[0013]所述的高速壓摩法在挺桿表面制備耐磨涂層的方法，其特征在于:所述的將粉末按一定厚度均勾平鋪在挺桿表面，厚度為l-3mm。
[0014]本發(fā)明設(shè)計(jì)原理如下:基于材料之間高速高壓摩擦特性，將耐磨涂層材料均勻平鋪在上發(fā)動機(jī)挺桿表面，在磨頭的高速高壓的帶動下溫度升高，涂層材料熔融粘結(jié)到發(fā)熱軟化的基體表面，形式為粘結(jié)、掛擦、鑲嵌等表征特性，對基體熱影響較小，減少了粉末中的相變，降低了基體材料的變形和內(nèi)應(yīng)力。同時(shí)時(shí)間短，效率高，對環(huán)境無污染、獲到的涂層穩(wěn)定性、硬度、耐摩性能和耐腐蝕性能極高。
[0015]本發(fā)明的有益效果在于:(1)本發(fā)明提供一種新型一種高速壓摩法在挺桿表面制備耐磨涂層的方法，該方法采用與之配套的高速高壓設(shè)備將粉末按一定厚度均勻平鋪在挺桿表面。采用與之配套的高速高壓設(shè)備帶動磨頭旋轉(zhuǎn)，以高速高壓的形式將耐磨涂層粉末摩擦、鑲嵌、粘結(jié)制備到發(fā)動機(jī)挺桿表面上，從而獲得成分穩(wěn)定、耐磨性優(yōu)良的涂層。(2)本發(fā)明一種新型一種高速壓摩法在挺桿表面制備耐磨涂層的方法工藝與現(xiàn)有的耐磨涂層制備工藝相比不僅厚度可控、致密、基體結(jié)合強(qiáng)等特點(diǎn)，同時(shí)熱影響區(qū)小的特點(diǎn)使得涂層穩(wěn)定性、涂層的強(qiáng)度及耐磨性方面有著很大的幫助。結(jié)果證明，用該方法制備的耐腐涂層是一種非常有效的方法，填補(bǔ)了國內(nèi)外耐腐涂層制備的空白。(3)本發(fā)明首創(chuàng)高速壓摩法在挺桿制備涂層的方法相比傳統(tǒng)制備方法相比，在設(shè)備方面更為緊湊簡單，便于運(yùn)用到不同型號的發(fā)動機(jī)挺桿表面，適配性得到大大提高。在效果方面制備的涂層更為致密，結(jié)合性能更優(yōu)。
[0016]下面結(jié)合實(shí)施例及其附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明所用配套設(shè)備示意圖；圖中:1-夾持臂，2-磨頭，3-發(fā)動機(jī)挺桿，4-液壓壓力機(jī)，5-挺桿基座。
[0018]圖2為加持臂示意圖；圖中:11為旋轉(zhuǎn)電機(jī)，12為固定槽;13為固定銷。
[0019]圖3為夾持臂的俯視圖。
[0020]圖4為本發(fā)明高速壓摩法制備的耐磨涂層的電鏡圖片；圖中:(a)涂層材