專利名稱：耐磨配件的表面處理方法
技術領域：
本發(fā)明涉及耐磨復合金屬材料技術領域，具體是指在操作過程中與工作物料直接接觸的耐磨配件表面處理技術。
背景技術：
目前在一些機械領域，如制磚機械、制瓦機械、耕田機、收割機等農用機械；推土機、挖掘機、裝載機、工路平鋪機等工程機械；河道清淤機、泥漿灰砂泵等水利工程機械；礦山機械；鑄造業(yè)型砂清理、造船業(yè)噴砂處理等噴砂機械；印刷與印染機械、紡織機械的應用；冶金工業(yè)、煤炭工業(yè)、化工工業(yè)等粉體輸送機械。這些行業(yè)和領域內的機械工作裝置，其直接作用于泥土、沙石、粉體、漿體等物質的耐磨件，需要具有高的耐磨性能。而現(xiàn)有耐磨配件的耐磨性能較差，需要尋找一種更好的耐磨復合材料。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是要提供一種具有超硬材料微粒-金屬復合鍍層的耐磨配件的表面處理方法。本發(fā)明的技術方案是這樣實現(xiàn)的，耐磨配件的表面處理方法其特征是在金屬基體預處理部位采用電鍍、電鑄或化學鍍等方法電沉積一金屬過渡層；在金屬過渡層上采用電鍍、電鑄或者化學鍍等方法電沉積一層或者多層含有超硬材料微粒的超硬材料——金屬復合鍍層作為耐磨層；
藝步驟，
所述電沉積方法主要包含油污清洗、前期處理、初沉積、主沉積、后期處理五個工
步驟一、所述油污清洗是指堿煮除油、粗除油。 其中粗除油工藝條件配方如下
采用洗衣粉加入少量的洗潔精拌和在鋸末屑里，工件鋼體經過搓洗，然后用自來
水沖洗即可t

經過粗除油的工件繼續(xù)堿煮除油其中堿煮除油工藝條件配方如下
氫氧化鈉
磷酸鈉
碳酸鈉
硅酸鈉
乳化劑
溫度
時間
10-5—
10-5— 1—
80-
-80克/升 -40克/升
-80克/升 -40克/升 -15毫升/升
-90度
至油除凈
步驟二、所述前期處理是指工件堿煮除油后，首先烘干，絕緣封閉，工裝夾具裝配、 酸侵蝕、電化除油、超聲波處理、電化活化等一系列處理過程。
5其中酸侵蝕的配方及處理工藝條件如下
鹽酸
氧化劑
緩蝕劑
溫度
時間
5-
-30%
25克/升 1克/升室溫
至銹除凈
其中電化除油的配方及處理工藝條件如下氫氧化鈉 10——80克/升 5——40克/升 10——80克/升 0. 5——1毫升/升
磷酸鈉
碳酸鈉
乳化劑
溫度
電流密度
時間
50-5—
- 60度 ■15A/dm2
陰極除油2分鐘+陽極除油15——80秒超聲波處理又包括超聲
波除油和超聲波清洗t
其中超聲波除油的配方及處理工藝條件如下氫氧化鈉磷酸鈉碳酸鈉溫度時間
其中超聲波清洗的配方及處理工藝條件如下高純水流動溫度 40——60度時間15——120秒
升
請請3 / 克克g^80
O O
8 6
O 5 5 4 1其中電化活化的配方及處理工藝條件如下
硫酸10%-—50%
添加劑A0——-1克/升
添加劑B0——-1克/升
電流密度10——20A/dm2
溫度室溫
時間陰極1分鐘+陽極15——
60秒步驟三、所述初沉積是指將經過前期處理的基體預處理部位在電解液中電沉積一過渡層作為底層。步驟四、所述主沉積采用埋砂法，是指在電解液中將基體預處理部位埋沒在超硬材料的砂堆里，通過電沉積方法在過渡層上電沉積超硬材料-金屬復合鍍層，將超硬材料顆粒固定到金屬鍍層中；為提高耐磨部件使用壽命，當電沉積層達到金剛石體積的70% 時，在同一預處理部位可重復埋砂沉積工序，以電沉積多層含有超硬材料微粒的超硬材料一一金屬復合鍍層的耐磨層。
6
步驟五、所述后期處理是指當電沉積層達到超硬材料顆粒體積的70%以上時，將工件從電鍍液中取出，拆卸輔助工具，進行清理和后處理工藝，形成成品。所述超硬材料微粒采用金剛石、碳化硼、氮化硼、剛玉、碳化硅的一種或其組合；所述過渡層和耐磨層的電沉積金屬可以是單元、雙元或多元合金，如鎳、鐵、錳、 鈷、鎢、磷等單元金屬，或雙元金屬或多元金屬組成，如鎳鐵合金、鎳錳合金、鎳鎢合金、鎳磷合金、鎳鈷合金、鎳鈷錳合金、鎳鎢磷合金層。本發(fā)明具有的有益效果1、成本低廉。本發(fā)明技術方案制造的耐磨配件，利用最普通的鋼材，節(jié)約大量昂貴的工具鋼、硬質合金材料，2、適用范圍廣。耐磨技術領域的功能部件，如道路、土建、水利、礦山、油田、造船、 農業(yè)、化工、印刷、紡織、造紙等行業(yè)專用機械中，在推進、挖掘、平整、研磨、碾壓、鉆進、輸送、攪拌等功部件上使用，通過提高耐磨件性能，降低施工成本，具有廣闊的市場前景。


圖1是本發(fā)明的耐磨配件(單層耐磨層)結構示意2是本發(fā)明的耐磨配件(多層耐磨層)結構示意3是本發(fā)明工藝流程圖
具體實施例方式下面結合附圖對本發(fā)明作進一步詳細說明參照圖1、圖2，基體表面有一金屬過渡層，金屬過渡層外有一層或多層耐磨層，所述耐磨層為超硬材料——金屬復合鍍層，所述超硬材料采用金剛石、碳化硼、氮化硼、剛玉、 碳化硅的一種或其組合。所述過渡層和耐磨層的電沉積金屬可以是單元、雙元或多元合金，如鎳、鐵、錳、 鈷、鎢、磷等單元金屬，或雙元金屬或多元金屬組成，如鎳鐵合金、鎳錳合金、鎳鎢合金、鎳磷合金、鎳鈷合金、鎳鈷錳合金、鎳鎢磷合金層。耐磨配件的表面處理方法，在金屬基體預處理部位采用電鍍或電鑄方法形成一金屬過渡層；在金屬過渡層上采用電鍍或電鑄方法電沉積一層或多層含有超硬材料微粒的超硬材料——金屬復合鍍層作為耐磨層；所述超硬材料微粒采用金剛石、碳化硼、氮化硼、剛玉、碳化硅的一種或其組合；所述基體采用普通鋼材，基體的形狀可以是任意幾何體形狀，主要是條狀、塊狀、 齒狀或球面、弧面、薄片、管道、腔體。如推土機械推泥板、挖掘機或裝載機的斗齒、攤鋪機平鋪板、平路機刮泥板、粉體或漿體流體輸送管、腔體輸送部件、地質鉆頭、隧道旋挖齒、攪拌部件、模具、磨塊、磨片、磨輪、耐磨棒等。所述過渡層和耐磨層的電沉積金屬可以是鎳鐵合金、鎳錳合金、鎳鎢合金、鎳磷合金、鎳鈷合金，可以是單一金屬，如鎳、鉻、鐵等。所述電鍍或電鑄方法主要包含油污清洗、前期處理、初沉積、主沉積、后期處理五個工藝步驟，所述油污清洗是指堿煮除油、粗除油。
其中粗除油工藝條件配方如下采用洗衣粉加入少量的洗潔精拌和在鋸末屑里，工件鋼體經過搓洗，然后用自來水沖洗即可。經過粗除油的工件繼續(xù)堿煮除油其中堿煮除油工藝條件配方如下氫氧化鈉 10——80克/升磷酸鈉 5——40克/升碳酸鈉 10——80克/升硅酸鈉 5——40克/升乳化劑 1——15毫升/升溫度60——90度時間至油除凈所述前期處理是指工件堿煮除油后，首先烘干，絕緣封閉，工裝夾具裝配、酸侵蝕、 電化除油、超聲波處理、電化活化等一系列處理過程其中酸侵蝕的配方及處理工藝條件如下鹽酸10-30%
氧化劑25克/升
緩蝕劑1克/升
溫度室溫
時間至銹除凈其中電化除油的配方及處理工藝條件如下氫氧化鈉 10——80克/升磷酸鈉 5——40克/升碳酸鈉 10——80克/升
乳化劑 0. 5——1毫升/升溫度50——60度電流密度 5——15A/dm2時間陰極除油2分鐘+陽極除油15——30秒超聲波處理又包括超聲波除油和超聲波清洗。其中超聲波除油的配方及處理工藝條件如下氫氧化鈉1—80克/升
磷酸鈉1—60克/升
碳酸鈉5——60克/升
溫度40—一 60度
時間15—一80秒其中超聲波清洗的配方及處理工藝條件如下高純水流動溫度1560 度時間 15120 秒
其中電化活化的配方及處理工藝條件如下硫酸10%——50%添加劑A 0——1克/升添加劑B 0——1克/升電流密度 10-20A/dm2溫度室溫時間陰極 1分鐘+陽極15——60秒經過電化活化的基體經過水洗后帶電入槽進行初沉積。所述初沉積是指將經過前期處理的基體預處理部位在電解液中電沉積一過渡層作為底層。電解液的基本組成如下硫酸鎳180-——；350克/升
氯化鎳15——一 80克/升
硫酸鈷0——-40克/升
氯化鈉0——-15克/升
硫酸錳0——-5克/升
添加劑C0. β-——0.6毫升/
添加劑D ο——20毫升/升
添加劑E3——- 5毫升/升
添加劑F0—- 40克/升
添加劑G0. 3-——0.6克/升
溫度15——一 60度
電流密度0. 2-—3. 5A/dm2所述主沉積采用埋砂法，是指在電鍍液中將基體已經預處理部位埋沒在金剛石的砂堆里，通過在金屬過渡層上電沉積超硬材料——金屬復合鍍層，將超硬材料微粒粒固定到金屬鍍層中；為了提高耐磨部件使用壽命，當電沉積層達到金剛石體積的70%時，在同一預處理部位可重復埋砂沉積工序，以形成多層含有超硬材料微粒的超硬材料一金屬復合鍍層的耐磨層。所述后期處理是指當電沉積層達到金剛石顆粒體積的70%以上時，將工件從電解液中取出，拆卸輔助工具，進行清理和后處理工藝，形成成品。
權利要求
1.耐磨配件的表面處理方法，其特征是在金屬基體耐磨部位采用電鍍、電鑄或化學鍍方法的電沉積一金屬過渡層；在金屬過渡層上采用電鍍、電鑄或化學鍍等方法電沉積一層或多層含有超硬材料微粒的超硬材料——金屬復合鍍層作為耐磨層。
2.根據(jù)權利要求1所述的耐磨配件的表面處理方法，其特征是所述電沉積方法主要包含油污清洗、前期處理、初沉積、主沉積、后期處理五個工藝步驟，步驟一、所述油污清洗是指堿煮除油、粗除油。其中粗除油工藝條件配方如下 采用洗衣粉加入少量的洗潔精拌和在鋸末屑里，工件鋼體經過搓洗，然后用自來水沖洗即可。經過粗除油的工件繼續(xù)堿煮除油其中堿煮除油工藝條件配方如下氫氧化鈉10-80克/升磷酸鈉5-40克/升碳酸鈉 10-80克/升硅酸鈉 5-40克/升乳化劑 1-15毫升/升溫度 60-90度時間至油除凈步驟二、所述前期處理是指工件堿煮除油后，首先烘干，絕緣封閉，工裝夾具裝配、酸侵蝕、電化除油、超聲波處理、電化活化等一系列處理過程其中酸侵蝕的配方及處理工藝條件如下 鹽酸 5-30% 氧化劑25克/升緩蝕劑1克/升溫度室溫時間至銹除凈其中電化除油的配方及處理工藝條件如下氫氧化鈉 10-80克/升磷酸鈉 5-40克/升碳酸鈉 10-80克/升乳化劑 0. 5-1毫升/升溫度50-60度電流密度 5-15A/dm2時間陰極除油2分鐘+陽極除油15-80秒超聲波處理又包括超聲波除油和超聲波清洗。其中超聲波除油的配方及處理工藝條件如下氫氧化鈉1-80克/升磷酸鈉 1-60克/升碳酸鈉 5-60克/升溫度 40-60度時間15-80秒其中超聲波清洗的配方及處理工藝條件如下 高純水流動溫度 15-60度時間 15-120秒其中電化活化的配方及處理工藝條件如下硫酸 10% -50%添加劑A 0-1克/升添加劑B 0-1克/升電流密度10-20A/dm2溫度室溫時間陰極1分鐘+陽極15-60秒步驟三、所述初沉積是指將經過前期處理的基體預處理部位在電解液中電沉積一過渡層作為底層，電解液的基本組成如下 硫酸鎳 180-350克/升氯化鎳 15-80克/升硫酸鈷 0-40克/升氯化鈉 0-15克/升硫酸錳 0-5克/升添加劑C 0. 3-0. 6毫升/升添加劑D 10-20毫升/升添加劑E 3-5毫升/升添加劑F 0-40克/升添加劑G 0. 3-0. 6克/升溫度 15-60度電流密度 0. 2-3. 5A/dm2步驟四、所述主沉積采用埋砂法，是指在電解液中將基體已經預處理部位埋沒在超硬材料的砂堆里，通過電沉積方法在過渡層上電沉積超硬材料——金屬復合鍍層，將超硬材料顆粒固定到金屬鍍層中；為了提高耐磨部件使用壽命，當電沉積層達到超硬材料體積的 70%時，在同一預處理部位可重復埋砂沉積工序，以形成多層超硬材料-金屬鍍層的耐磨層；步驟五、所述后期處理是指當電沉積層最后一次達到超硬材料顆粒體積的90%以上時，將工件從電解液中取出，拆卸輔助工具，進行清理和后處理工藝，形成成品。
3.根據(jù)權利要求1所述的耐磨配件的表面處理方法，其特征是所述基體采用普通鋼材，基體的形狀可以是任意幾何體形狀，主要是條狀、塊狀、齒狀或球面、弧面、薄片、管道、 腔體。
4.根據(jù)權利要求1所述的耐磨配件的表面處理方法，其特征是所述超硬材料微粒采用金剛石、碳化硼、氮化硼、剛玉、碳化硅的一種或其組合。
5.根據(jù)權利要求1和權利要求4所述超硬材料微粒的粒度可以是W1-W40的微粉和 35-500目的任何一個單一粒度的顆?；蛘叨鄠€粒度的超硬材料的組合。
6.根據(jù)權利要求1所述的耐磨件表面處理方法，其特征是所述過渡層和耐磨層的電沉積金屬可以是單元、雙元或多元合金，如鎳、鐵、錳、鈷、鎢、磷等單元金屬，或雙元金屬或多元金屬組成，如鎳鐵合金、鎳錳合金、鎳鎢合金、鎳磷合金、鎳鈷合金、鎳鈷錳合金、鎳鎢磷I=I ite O
全文摘要
本發(fā)明是提供耐磨配件的一種表面處理方法，耐磨配件的表面處理方法其特征是以普通金屬材料作為基體，在其直接作用于泥土、沙石、粉體、漿體等物質的部位采用電鍍、電鑄或化學鍍等方法電沉積一層金屬合金過渡層，在金屬合金過渡層上采用電鍍、電鑄或化學鍍等方法電沉積一層或多層含有超硬材料微粒的超硬材料——金屬復合鍍層作為耐磨層；從而，使得該部位達到超過現(xiàn)有的一切耐磨配件10-20倍以上的使用壽命。其經濟效益和社會效益極其顯著。
文檔編號C25D5/48GK102234804SQ20101016285
公開日2011年11月9日 申請日期2010年5月5日 優(yōu)先權日2010年5月5日
發(fā)明者肖云捷 申請人:肖云捷