一種基于輥件耐磨抗蝕涂層的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于輥件耐磨抗蝕涂層的制備方法，首先通過(guò)刷涂/浸涂的工藝制備中等及以上厚度的碳化鎢鈷預(yù)涂層，然后采用高頻感應(yīng)加熱的方法對(duì)預(yù)涂層進(jìn)行熔滲處理，從而獲得與基體具有較高結(jié)合強(qiáng)度的中厚硬質(zhì)涂層。該制備方法采用高頻感應(yīng)加熱、熱電偶測(cè)溫和砂型鑄造相結(jié)合的復(fù)合制備技術(shù)硬質(zhì)涂層，不僅確保了制備過(guò)程中工件不變形，制備的涂層較為致密、無(wú)表面裂紋、硬度高且均勻、提高了輥件表面耐磨性和抗蝕性，而且具有工藝簡(jiǎn)單，加工成本低等優(yōu)點(diǎn)。該制備技術(shù)可廣泛用于使用工況復(fù)雜，條件惡劣的工業(yè)零件表面強(qiáng)化層，如冶金軋輥、造紙輸送輥、曲軸軸頸等。
【專利說(shuō)明】
一種基于輥件耐磨抗蝕涂層的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種基于輥件耐磨抗蝕涂層的制備方法，屬于機(jī)械零件表面強(qiáng)化技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]在工業(yè)生產(chǎn)中，國(guó)內(nèi)外采用熱噴涂和重熔技術(shù)制備強(qiáng)化層來(lái)提高工件表面硬度、耐磨、抗蝕性能。感應(yīng)熔覆工藝是一種利用高頻感應(yīng)加熱的重熔技術(shù)，該方法具有熱量集中在表面、加熱速度快、功率密度大、熱影響區(qū)小等特點(diǎn)，熔覆層與基體不僅形成了冶金結(jié)合，而且能夠大大降低強(qiáng)化成本，是較為理想的重熔工藝。但目前基體的預(yù)涂層往往是通過(guò)熱噴涂工藝獲得，粉末采用主要是Ni/Co基自熔性合金粉末，這樣會(huì)造成硬質(zhì)相WC的含量較低(< 40% )，預(yù)涂層的制備成本相對(duì)較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決現(xiàn)有在感應(yīng)熔覆技術(shù)中采用熱噴涂制備預(yù)涂層導(dǎo)致的硬質(zhì)相含量過(guò)低、工藝成本高等問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種基于輥件耐磨抗蝕涂層的制備方法。
[0004]本發(fā)明采用的技術(shù)方案，其步驟是:
[0005]步驟S1:采用噴砂或粗車的方法使輥件表面粗化，用20%的鹽酸清洗輥件基體表面油污，清洗后吹干。再用丙酮或酒精溶液清洗表面；
[0006]步驟S2:將一定量的WC-xvol.% Co非自熔性合金粉末和醋酸纖維素丙酮溶液配制成糊狀涂料，通過(guò)刷涂/浸涂的方法在基體表面制備所需0.8?1.2mm厚的預(yù)制涂層；
[0007]步驟S3:在裝有纖維輪/毛氈輪的多功能磨削拋光機(jī)上將預(yù)涂層表面拋均勻；
[0008]步驟S4:在預(yù)涂層外包覆一層石墨紙或石棉布作為保護(hù)層；或通過(guò)鑄模制作圓筒狀水玻璃/樹(shù)脂砂型，砂型壁厚為4_，將砂型放入電阻爐內(nèi)在200°C下烘干，將試樣套在鑄型內(nèi)；
[0009]步驟S5:將包覆好的試樣放在高頻感應(yīng)線圈內(nèi)，通過(guò)高頻感應(yīng)爐對(duì)試樣進(jìn)行加熱熔覆。
[0010]進(jìn)一步地，在WC-xvol.% Co非自恪性合金粉末中添加B或Cr，Co的含量值x不大于20。
[0011]進(jìn)一步地，WC與Co的混合粉末的粒度為200目(75±5μπι)，或者制備粒度為10nm以下的納米涂層。
[0012]進(jìn)一步地，熔覆工藝過(guò)程中，線圈/平板感應(yīng)器與工件或鑄型表面的間隙δ < 30mm。根據(jù)輥件材料的不同，工件移動(dòng)速度也有所不同。
[0013]進(jìn)一步地，高頻感應(yīng)爐需要進(jìn)行一定的預(yù)熱，預(yù)熱的溫度范圍是150?230°C，工藝參數(shù)是:頻率彡30KHz，功率彡20KW。
[0014]本發(fā)明具有的有益效果是:采用感應(yīng)熔覆技術(shù)制備的耐磨抗蝕的硬質(zhì)涂層，硬質(zhì)涂層的硬度能達(dá)到1000HV，涂層的結(jié)合強(qiáng)度高>> 70MPa，抗熱震次數(shù)遠(yuǎn)高于150次。該制備方法可廣泛適用于使用工況復(fù)雜，環(huán)境惡劣的工業(yè)部件表面強(qiáng)化層的制備中，如冶金乳輥、造紙輸送輥、曲軸軸頸以及抽油桿等。
[0015]【具體實(shí)施方式】I
[0016]針對(duì)工業(yè)用的冷乳輥，本發(fā)明利用9Cr2Mo鋼作為基體，制備具體步驟如下:
[0017]S1:將9Cr2Mo鋼試樣放在車床上粗車，使表面粗化，然后使用體積分?jǐn)?shù)20%的鹽酸溶液酸洗表面，再用丙酮進(jìn)行最后表面清洗；
[0018]S2:將WC-15CO和醋酸纖維素丙酮溶液混合，調(diào)配成糊狀涂料；在基體表面采用刷涂的方式逐層固化之后再繼續(xù)刷涂，獲得厚度1.0mm的預(yù)涂覆層；
[0019]S3:將乳輥裝夾在多功能磨削拋光機(jī)上進(jìn)行拋光，直到表面基本均勻；
[0020]S4:在乳輥表面包覆石墨紙或者石棉布作為保護(hù)層；
[0021]S5:將包覆好的乳輥放在高頻感應(yīng)線圈內(nèi)，啟動(dòng)感應(yīng)爐。感應(yīng)爐預(yù)熱溫度為2000C，頻率為50KHz，功率為40KW ;工件以45mm/min的速度通過(guò)線圈，其表面和線圈感應(yīng)器間隙為20mm。
[0022]【具體實(shí)施方式】2
[0023]針對(duì)造紙用的鑄鋼輸送輥，本發(fā)明利用42CrMo鋼作為基體，制備具體步驟如下:
[0024]S1:將42CrMo試樣放在車床上粗車，使表面粗化，然后使用體積分?jǐn)?shù)20 %的鹽酸溶液酸洗表面，再用丙酮進(jìn)行最后清洗；
[0025]S2:將WC-12CO和醋酸纖維素丙酮溶液與混合，調(diào)配成糊狀涂料；將輸送輥放入裝有調(diào)配好的糊狀涂料中浸涂，拿出固化后再進(jìn)行重復(fù)浸涂，直到獲得所需厚度1.3mm的預(yù)涂覆層；
[0026]S3:將輸送輥裝夾在多功能磨削拋光機(jī)上進(jìn)行拋光，直到表面基本均勻；
[0027]S4:通過(guò)鑄模制作圓筒狀水玻璃/樹(shù)脂砂型，砂型壁厚為4_，將砂型放入電阻爐內(nèi)在200 °C下烘干，將試樣套在鑄型上；
[0028]S5:將包覆好的試樣放在高頻感應(yīng)線圈內(nèi)，啟動(dòng)感應(yīng)爐。感應(yīng)爐預(yù)熱溫度為2200C，頻率為45KHz，功率為30KW ;工件以38mm/min的速度通過(guò)線圈，其表面和線圈感應(yīng)器間隙為15mm。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種輥件耐磨抗蝕涂層的制備方法，其步驟特征是: 步驟S1:采用噴砂或粗車的方法使輥件表面粗化，用20%的鹽酸清洗輥件基體表面油污，清洗后吹干。再用丙酮或酒精溶液清洗表面； 步驟S2:將一定量的WC-xvol.% Co非自熔性合金粉末和醋酸纖維素丙酮溶液配制成糊狀涂料，通過(guò)刷涂/浸涂的方法在基體表面制備所需0.8?1.2mm厚的預(yù)制涂層； 步驟S3:在裝有纖維輪/毛氈輪的多功能磨削拋光機(jī)上將預(yù)涂層表面拋均勻； 步驟S4:在預(yù)涂層外包覆一層石墨紙或石棉布作為保護(hù)層；或通過(guò)鑄模制作圓筒狀水玻璃/樹(shù)脂砂型，砂型壁厚為4_，將砂型放入電阻爐內(nèi)在200°C下烘干，將試樣套在鑄型內(nèi)； 步驟S5:將包覆好的試樣放在高頻感應(yīng)線圈內(nèi)，通過(guò)高頻感應(yīng)爐對(duì)試樣進(jìn)行加熱熔覆。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征是:高頻感應(yīng)爐需要進(jìn)行一定的預(yù)熱，預(yù)熱的溫度范圍是150?230°C，工藝參數(shù)是:頻率彡30KHz，功率彡20KW。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征是:熔覆工藝過(guò)程中，線圈/平板感應(yīng)器與工件或鑄型表面的間隙S < 30mm。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征是:WC-xvol.% Co非自恪性合金粉末中添加B或Cr，所述Co的含量X的值不大于20。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征是:WC與Co的混合粉末的粒度為200目(75±5 μπι)，或者制備粒度為10nm以下的納米涂層。
【文檔編號(hào)】C23C24/10GK105887078SQ201510189162
【公開(kāi)日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2015年4月11日
【發(fā)明人】趙帥, 畢雅萱
【申請(qǐng)人】鶴壁汽車工程職業(yè)學(xué)院