專利名稱：旋轉(zhuǎn)件熱噴涂方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及表面處理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及對(duì)旋轉(zhuǎn)件熱噴涂的噴涂工藝。
背景技術(shù)：
熱噴涂技術(shù)作為表面技術(shù)的一個(gè)重要組成部分，具有其特有的優(yōu)越性，越來(lái)越受重視。涂層的結(jié)合強(qiáng)度、耐磨性和耐蝕性等，但是對(duì)有些旋轉(zhuǎn)彎曲的零部件除了上述的性能要求外，其疲勞性能也是必須考慮的。也就是熱噴涂涂層對(duì)基體的疲勞強(qiáng)度的影響如何以及如何改善其影響。
現(xiàn)有的旋轉(zhuǎn)件熱噴涂方法基本是前處理采用噴砂處理，結(jié)合去油等清洗，然后進(jìn)行噴涂。由于采用噴砂前處理，涂層與基體的結(jié)合界面為粗糙表面，也是應(yīng)力集中的地方，造成疲勞裂紋源的快速形成與生長(zhǎng)，從而使涂層基體的疲勞強(qiáng)度明顯下降。此外，涂層與基體的結(jié)合處存在一定的殘余應(yīng)力，預(yù)應(yīng)力一般為拉應(yīng)力狀態(tài)，這是由于熱噴涂過(guò)程中涂層與基體材料的熱膨脹系數(shù)不一樣以及組織應(yīng)力造成的。殘余拉應(yīng)力的存在也加速了疲勞裂紋的擴(kuò)展，造成了涂層基體的疲勞強(qiáng)度快速下降。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種旋轉(zhuǎn)件熱噴涂方法，涂層后可提高旋轉(zhuǎn)件表面硬度；涂層后不影響基體的疲勞強(qiáng)度。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)解決方案是旋轉(zhuǎn)件熱噴涂方法，包括如下步驟a)基體表面預(yù)壓，對(duì)基體表面施加一定的預(yù)壓應(yīng)力，在基體次表面層形成壓應(yīng)力層，阻止疲勞裂紋源的形成與擴(kuò)展；b)基體表面清洗，去油等；c)基體表面拉毛處理，使基體表面形成多個(gè)微小突起；d)打底層，在基體表面噴涂材料；
e)在底層上再噴涂噴涂材料形成工作層，以提高工件耐磨性及抗腐蝕性；f)涂層，采用高速電弧或高速火焰噴涂涂層。
其中，所述的步驟a基體表面預(yù)壓采用輥擠壓方式，使基體表面及次表面層產(chǎn)生一定厚度的壓應(yīng)力層，有利于提高基體的疲勞強(qiáng)度；所述的步驟c基體表面拉毛處理采用電火花方式處理，在基體表面形成凸點(diǎn)，提高基體表面粗糙度及涂層與基體的結(jié)合強(qiáng)度，此外改變了疲勞應(yīng)力擴(kuò)展途征，從而改善了涂層基體的疲勞強(qiáng)度。
所述的步驟d的噴涂材料為NiAl、NiCr或FeCrAl，噴涂NiAl等合金有利于提高涂層與基體的結(jié)合強(qiáng)度，降低了涂層與基體結(jié)合處殘余應(yīng)力。
所述的步驟e的噴涂材料Mo、3Cr13、2Cr13。
本發(fā)明的有益效果本發(fā)明的實(shí)施，使熱噴涂涂層基體的疲勞強(qiáng)度不降反升，特別適用于需要考慮疲勞強(qiáng)度的零部件。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例參見表1、表2。
涂層的機(jī)械性能結(jié)果見表3、表4、表5，在噴砂(對(duì)比例1、2)的情況下，熱噴涂涂層的涂層基體的疲勞強(qiáng)度(215MPa)明顯低于基體本身的疲勞強(qiáng)度(317MPa)，其原因在于，從材料力學(xué)觀點(diǎn)看，疲勞強(qiáng)度的過(guò)程可以分為三個(gè)階段即疲勞裂紋的形成、疲勞裂紋的擴(kuò)大及瞬時(shí)斷裂。從疲勞試樣斷口分析可以看出涂層基體的疲勞裂紋源形成于涂層與基體的結(jié)合界面而并非于試樣表面(即涂層表面)。由于采用噴砂前處理，涂層與基體的結(jié)合界面為粗糙表面，也是應(yīng)力集中的地方，造成疲勞裂紋源的快速形成與生長(zhǎng)，從而使涂層基體的的疲勞強(qiáng)度明顯下降。此外，涂層與基體的結(jié)合處存在一定的殘余應(yīng)力，預(yù)應(yīng)力一般為拉應(yīng)力狀態(tài)，這是由于熱噴涂過(guò)程中涂層與基體材料的熱膨脹系數(shù)不一樣以及組織應(yīng)力造成的。殘余拉應(yīng)力的存在也加速了疲勞裂紋的擴(kuò)展，造成了涂層基體的疲勞強(qiáng)度快速下降。
實(shí)施例1試樣的疲勞強(qiáng)度(307.5MPa)明顯高于對(duì)比例1試樣的疲勞強(qiáng)度(215MPa)，說(shuō)明通過(guò)電火花拉毛處理明顯好于噴砂粗化處理。從材料力學(xué)及應(yīng)力分布情況看，由于電火花拉毛處理后，在原基體上形成很多的凸點(diǎn)，不象噴砂在原基體上形成很多的凹點(diǎn)，改變了應(yīng)力擴(kuò)展方向，從而改善了涂層基體的疲勞強(qiáng)度。
表1

表2

表3

表4

表5

權(quán)利要求
1.旋轉(zhuǎn)件熱噴涂方法，包括如下步驟a)基體表面預(yù)壓，對(duì)基體表面施加一定的預(yù)壓應(yīng)力；b)基體表面清洗，去油等；c)基體表面拉毛粗化處理，使基體表面形成多個(gè)微小突起；d)打底層，在基體表面噴涂材料；e)在底層上再噴涂材料形成工作層；f)涂層，高速電弧或高速火焰噴涂。
2.如權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)件熱噴涂方法，其特征是，所述的步驟a基體表面預(yù)壓采用輥擠壓方式。
3.如權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)件熱噴涂方法，其特征是，所述的步驟c基體表面拉毛處理采用電火花方式處理。
4.如權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)件熱噴涂方法，其特征是，所述的步驟d的噴涂材料為NiAl、NiCr或FeCrAl。
5.如權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)件熱噴涂方法，其特征是，所述的步驟e的噴涂材料為Mo、3Cr13或2Cr13。
全文摘要
旋轉(zhuǎn)件熱噴涂方法，包括如下步驟a.基體表面預(yù)壓，對(duì)基體表面施加一定的預(yù)壓應(yīng)力；b.表面清洗，去油等；c.基體表面拉毛處理，使基體表面形成多個(gè)微小突起；d.打底層，在基體表面噴涂NiAl、NiCr或FeCrAl等材料；e.在底層上再噴涂噴涂Mo、3Cr13或2Cr13等材料形成工作層；f.高速電弧噴涂涂層。其中，所述的步驟a基體表面預(yù)壓采用輥擠壓方式；所述的步驟c基體表面拉毛處理采用電火花方式處理。本發(fā)明實(shí)施使熱噴涂涂層基體的疲勞強(qiáng)度不降反升，特別適用于需要考慮疲勞強(qiáng)度的零部件。
文檔編號(hào)B05D1/36GK1623678SQ20031010912
公開日2005年6月8日 申請(qǐng)日期2003年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月5日
發(fā)明者胡勇, 唐宇翚, 汪錫林, 馬鳳友, 孫健 申請(qǐng)人:上海鋼鐵工藝技術(shù)研究所