一种高精度辊件耐磨涂层的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种高精度辊件耐磨涂层的制备方法。本发明专利技术通过超音速火焰喷涂工艺制备镍基(或钴基)预制层，然后采用感应加热的方法对预制层进行处理，从而提高涂层与基体的结合强度。本发明专利技术采用复合表面处理技术制备耐磨涂层，不仅确保了加工过程中工件不变形，制备的涂层致密、无裂纹、硬度均匀、结合强度高，提高了工件表面的耐磨性和抗冲击性，而且该制备技术具有工艺简单、熔覆效率高、加工成本低等优点。加工后，涂层与基体结合强度≥70MPa，通过调整喷涂粉末中硬质相WC的添加量，涂层硬度可达HRB?55～70。该制备方法可广泛适用于使用工况恶劣的工业部件表面强化层制备中，如高频摩擦付、造纸辊、抽油杆、节箍等。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，属于耐磨涂层制备

技术介绍
在工业生产中，常在工件表面制备高硬度的强化层以提高其耐磨性。目前，国内外通常采用热喷涂和重熔技术制备耐磨层以实现工件表面的耐磨强化，主要包括超音速火焰喷涂(HVOF)、大气等离子喷涂(APS)、等离子堆焊、高频感应熔敷、真空熔结、喷焊等。单一采用热喷涂技术如HVOF喷涂、APS喷涂制备的耐磨涂层与基体通常呈机械结合，其结合强度很难满足实际工况的需求，在使用过程中涂层极易剥落；而高频感应熔敷、真空熔结、堆焊等方法制备的涂层与基体虽能形成冶金结合，涂层具有较高结合强度，但工艺过程中热影响较大，工件易产生形变，并且熔覆层极易产生裂纹，应用受限。相比较，感应重熔工艺是利用高频感应加热的一种重熔技术，该方法具有热量集中在表面、加热速度快、功率密度高等特点，熔覆后涂层不仅实现了冶金结合具有高结合强度，而且对基体热影响区域小、加工成本低等诸多优点，特别适合规则件的大批量生产，是一种十分理想的重熔工艺技术。采用高频感应熔覆前需在工件表面预制涂层，通常采用的是手工涂敷的方法，存在以下问题1、工作量大，周期长；2、涂层不致密，厚度不均勻，导致后续熔覆时间长，使硬质相在熔覆时有足够的时间因比重大而向底部聚集，造成熔覆后的涂层硬度不均勻。
技术实现思路
本专利技术为解决现有单一采用超音速火焰喷涂、大气等离子喷涂工艺使工件在使用过程中涂层极易剥落；高频感应熔敷、真空熔结、堆焊等方法工艺过程中热影响较大，工件易产生形变，并且熔覆层极易产生裂纹；高频感应熔覆前需在工件表面预制涂层，通常采用的是手工涂敷的方法，工作量大，周期长，涂层不致密，厚度不均勻，导致后续熔覆时间长， 使硬质相在熔覆时有足够的时间因比重大而向底部聚集，造成熔覆后的涂层硬度不均勻的问题，提供。本专利技术的制备方法如下通过超音速火焰喷涂在基体表面制备预制涂层；通过高频感应重熔对所述预制涂层进行熔覆。本专利技术采用复合表面处理技术制备耐磨涂层，不仅确保了加工过程中工件不变形，制备的涂层致密、无裂纹、硬度均勻、结合强度高，提高了工件表面的耐磨性和抗冲击性，而且该制备技术具有工艺简单、熔覆效率高、加工成本低等优点。加工后，涂层与基体结合强度> 70MPa，通过调整喷涂粉末中硬质相WC的添加量，涂层硬度可达HRB55 70。该制备方法可广泛适用于使用工况恶劣的工业部件表面强化层制备中，如高频摩擦付、造纸辊、 抽油杆、节箍等。具体实施例方式本专利技术提供了下面两个较佳的实施例实施例一针对钢厂精轧用普通钢辊，采用工业清洗剂对其表面进行除油清洗； 清洗烘干后，选用60 80目的氧化铝砂进行吹砂粗化处理，粗化后工件表面粗糙度为 R4.0。喷涂前对工件进行预热，温度为150 200°C。选用的喷涂粉末为70%的NiCrBSi (Y 或Ce)和30%的Ni包覆WC，粉末粒度为45士 10 μ m,喷涂前在150 200°C的保温箱烘干 3小时。通过超音速火焰喷涂在基体表面制备预制涂层，在超音速火焰喷涂过程中的工艺参数为180 210L/min，丙烷流量为55 62L/min，喷涂距离为190 210mm，空气压力为 0. 3 0. 4MPa，送粉量为50 80g/min。预制涂层后，采用高频感应重熔设备对预制涂层进行熔覆，再将钢辊安放在加工平台上，调整感应加热器与涂层表面的间隙为10 30mm，开启感应重熔设备，工件移动速度为50 lOOmm/min。熔覆后，对加工后的涂层进行磨削加工至要求的表面光洁度。加工后经检测，涂层硬度为HRB68，涂层与基体结合强度> 70MPa。实施例二 选用304钢为发动机约束机构导板的坯料，加工成导板；采用工业清洗剂对导板表面进行除油清洗；清洗烘干后，对导板表面进行吹砂粗化处理，选用60 80目的氧化铝砂，粗化后工件表面粗糙度为R4. 2。喷涂前对工件进行预热，温度为180 200°C。 选用的喷涂粉末为75 %的NiCrBSi (Y+Ce)和25 % Co包覆WC，粉末粒度为45 士 10 μ m,喷涂前在150 250°C的保温箱中烘干3小时。通过超音速火焰喷涂在基体表面制备预制涂层， 其中预制涂层的厚度为0. 5 1. Omm，在超音速火焰喷涂过程中的工艺参数为180 210L/ min，丙烷流量为55 62L/min，喷涂距离为190 210mm，空气压力为0. 3 0. 4MPa，送粉量为50 80g/min。预制涂层后，采用高频感应重熔设备对预制的涂层进行熔覆。将工件安放在加工平台上，调整感应加热器与涂层表面的间隙10 30mm，开启感应重熔设备，工件移动速度为50 lOOmm/min。熔覆后，对加工后的涂层进行磨削加工至表面光洁。加工后经检测，涂层硬度为HRB65，涂层与基体结合强度> 70MPa。本专利技术创新性地采用超音速喷涂预制出致密涂层，再经过高频感应熔覆技术进行强化处理，制备出结合强度高、性能优异的耐磨涂层。超音速火焰喷涂工艺效率高，便于自动化操作，可减少工作量，缩短生产周期；超音速火焰喷涂制备的涂层厚度均勻、硬质相分布均勻，可以解决涂覆法涂层不致密、厚度不均勻的问题。以上所述，仅为本专利技术较佳的具体实施方式，但本专利技术的保护范围并不局限于此， 任何熟悉本
的技术人员在本专利技术揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换， 都应涵盖在本专利技术的保护范围之内。因此，本专利技术的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。权利要求1.，其特征在于，包括通过超音速火焰喷涂在基体表面制备预制涂层；通过高频感应重熔对所述预制涂层进行熔覆。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过超音速火焰喷涂在基体表面制备预制涂层包括将预定比例的MCrBSi镍基自熔合金粉末与WC的混合粉末喷涂在所述基体表面通过喷涂制备出厚度为0. 5 1. Omm的预制涂层。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述预定比例的MCrBSi镍基自熔合金粉末与WC的混合粉末中，所述WC占所述混合粉末总重量的25 40%。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述MCrBSi镍基自熔合金粉末中添加有Y或Ce。5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述WC用M或Co包覆，并且所述预定比例的NiCrBSi镍基自熔合金粉末与WC的混合粉末的粒度为45 士 10 μ m。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的超音速火焰喷涂工艺参数如下氧气流量为180 210L/min，丙烷流量为55 62L/min，喷涂距离为190 210mm，空气压力为0. 3 0. 4MPa，送粉量为50 80g/min。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述熔覆的过程中，夹板感应加热器与涂层表面的间隙为10 30mm，工件移动速度为50 lOOmm/min。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在通过超音速火焰喷涂在基体表面制备预制涂层之前还包括采用工业清洗剂对基体表面进行除油清洗，清洗并烘干后，选用60 80目的氧化铝砂进行吹砂粗化处理，使粗化后的基体表面粗糙度为R4. O。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，在所述粗话后，再对基体进行预热，所述预热的温度为150 200°C。全文摘要本专利技术涉及。本专利技术通过超本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种高精度辊件耐磨涂层的制备方法，其特征在于，包括：通过超音速火焰喷涂在基体表面制备预制涂层；通过高频感应重熔对所述预制涂层进行熔覆。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：沈婕，高峰，赵晓东，张乐，万伟伟，国俊丰，肖宁，陆在平，
申请(专利权)人：北京矿冶研究总院，
类型：发明
国别省市：11