CN102776468A

CN102776468A - 一种高性能钢基涂层的制备工艺

Info

Publication number: CN102776468A
Application number: CN2012102839036A
Authority: CN
Inventors: 蒋泽锋
Original assignee: KUNSHAN QIAORUI METAL CO Ltd
Current assignee: KUNSHAN QIAORUI METAL CO Ltd
Priority date: 2012-08-10
Filing date: 2012-08-10
Publication date: 2012-11-14

Abstract

本发明公开了一种高性能钢基涂层的制备工艺，该制备工艺包括如下步骤：a）钢基体前处理，b）制备混合料，c）制备功能涂层，d）涂层热处理。本发明揭示了一种高性能钢基涂层的制备工艺，该制备方法工序安排合理，制备工艺简便，成本适中，制得的涂层与钢基体结合强度高，涂层在耐热、耐蚀、耐磨以及高温强度方面的表现优良，特别是涂层通过热处理后可得到极高硬度，使涂层的使用寿命更为持久。

Description

一种高性能钢基涂层的制备工艺

技术领域

本发明涉及一种钢基涂层的制备工艺，尤其涉及一种耐热、耐蚀以及耐磨性能优良的钢基涂层的制备工艺，属于涂层技术领域。

背景技术

随着机械工业的高速化发展，在高速、高温、腐蚀等苛刻环境下运行的机械设备的不断增加，因此，现代机械对零件的耐磨性、耐蚀性以及耐高温等性能的技术要求越来也高。人们通常采用钢基零件表面镀上一层其他金属或合金材料，诸如：锌、镍、铬、铜、钴等，以达到或改善对基体金属的抗蚀性、耐磨性、抗氧化性等方面的性能。

但是，普通的涂层材料存在不耐久、易老化、易脱落或是强度不够，不耐高温等缺点，且在涂覆过程中，涂料会产生有害人体健康或危害环境安全的有毒物质，尽管人们在涂覆工艺上不断的进行改良和完善，但涂料的成分构成还不够严密、合理，仍然存在安全隐患，有待进一步完善和提高。

发明内容

针对上述需求，本发明提供了一种高性能钢基涂层的制备工艺，该制备工艺工序安排合理，制备工艺简便，制得的涂层与钢基体结合强度高，涂层通过热处理后可得到较高硬度，有效提升了涂层的使用寿命。

本发明是一种高性能钢基涂层的制备工艺，该制备工艺包括如下步骤：a）钢基体前处理，b）制备混合料，c）制备功能涂层，d）涂层热处理。

在本发明一较佳实施例中，所述的步骤a）中，钢基体前处理包括脱脂处理和喷砂处理；其中，脱脂剂选用TM-26高效脱脂剂，配合喷枪进行使用，喷枪中压缩空气的压力值为0.4-0.6MPa；喷砂处理的原料选用颗粒度为300-350目的石英砂，喷砂压力控制在0.5MPa。

在本发明一较佳实施例中，所述的步骤b）中，混合料制备工序包括：选料、筛选、混料、研磨以及干燥处理；原料选用钼粉、铝粉、镍粉、锰铁、硼铁、钒粉，碳粉和铁粉，研磨机研磨后的颗粒度为700-800目。

在本发明一较佳实施例中，所述的步骤c）中，涂层采用氧乙炔火焰喷涂工艺进行涂覆，喷涂过程中，火焰调节为中性焰，喷嘴与钢基体表面的距离控制在150-160mm，送粉量为2-5g/min，粉末以60-70m/s的速度沉积在钢基体表面，成型厚度约为0.2-0.25mm。

在本发明一较佳实施例中，所述的步骤d）中，涂层热处理方式为激光热处理，激光的功率可以是0.8KW或1KW，离焦量为27-28mm，扫描速率为20-25mm/s，激光头与涂层表面的距离为60-70mm，光斑直径为5mm，入射角调至30°。

在本发明一较佳实施例中，所述的激光热处理后的涂层淬硬层深度可达0.15-0.2mm，涂层硬度值可提升至65-68HRC。

本发明揭示了一种高性能钢基涂层的制备工艺，该制备方法工序安排合理，制备工艺简便，成本适中，制得的涂层与钢基体结合强度高，涂层在耐热、耐蚀、耐磨以及高温强度方面的表现优良，特别是涂层通过热处理后可得到极高硬度，使涂层的使用寿命更为持久。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1是本发明实施例高性能钢基涂层的制备工艺的工序步骤图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

图1是本发明实施例高性能钢基涂层的制备工艺的工序步骤图；该制备工艺包括如下步骤：a）钢基体前处理，b）制备混合料，c）制备功能涂层，d）涂层热处理。

实施例1

本发明提及的高性能钢基涂层的制备工艺具体实施步骤如下：

a）钢基体前处理，钢基体前处理包括脱脂处理和喷砂处理；其中，脱脂剂选用TM-26高效脱脂剂，配合喷枪进行使用，喷枪中压缩空气的压力值为0.4MPa，主要用于喷洗油泥和油垢，待油污化解后用清水冲洗，最后用压缩空气吹干即可；喷砂原料选用颗粒度为300目左右的石英砂，喷砂压力控制在0.5MPa，喷砂处理可进一步去除钢基体表面的铁锈、毛刺和微小裂纹，提高钢基体抗疲劳性能以及表面粗糙度，使钢基体与涂层之间的附着力更强，延长涂层的耐久度；

b）制备混合料，混合料制备工序包括：选料、筛选、混料、研磨以及干燥处理；其中，原料选用钼粉、铝粉、镍粉、锰铁、硼铁、钒粉，碳粉和铁粉，通过研磨机研磨后的颗粒度为750目，原料中杂质含量控制在0.03%以下；

c）制备功能涂层，涂层采用氧乙炔火焰喷涂工艺进行涂覆，喷涂过程中，火焰调节为中性焰，喷嘴与钢基体表面的距离控制在150mm，送粉量为3g/min，粉末以60m/s的速度沉积在钢基体表面，成型厚度约为0.2mm；在整个喷涂操作中钢基体的温度需维持在250℃以下，可避免钢基体的组织变化，防止变形；

d）涂层热处理，涂层热处理方式为激光热处理，热处理实施过程中，激光的功率可以是0.8KW，离焦量为27.5mm，扫描速率为20mm/s，激光头与涂层表面的距离为60mm，光斑直径为5mm，入射角调至30°；通过激光热处理后的涂层淬硬深度层可达0.15mm，涂层硬度值可提升至65HRC，使用寿命可达12000小时以上。

实施例2

a）钢基体前处理，钢基体前处理包括脱脂处理和喷砂处理；其中，脱脂剂选用TM-26高效脱脂剂，配合喷枪进行使用，喷枪中压缩空气的压力值为0.5MPa，主要用于喷洗油泥和油垢，待油污化解后用清水冲洗，最后用压缩空气吹干即可；喷砂原料选用颗粒度为350目左右的石英砂，喷砂压力控制在0.5MPa，喷砂处理可进一步去除钢基体表面的铁锈、毛刺和微小裂纹，提高钢基体抗疲劳性能以及表面粗糙度，使钢基体与涂层之间的附着力更强，延长涂层的耐久度；

b）制备混合料，混合料制备工序包括：选料、筛选、混料、研磨以及干燥处理；其中，原料选用钼粉、铝粉、镍粉、锰铁、硼铁、钒粉，碳粉和铁粉，通过研磨机研磨后的颗粒度为800目，原料中杂质含量控制在0.03%以下；

c）制备功能涂层，涂层采用氧乙炔火焰喷涂工艺进行涂覆，喷涂过程中，火焰调节为中性焰，喷嘴与钢基体表面的距离控制在160mm，送粉量为4g/min，粉末以65m/s的速度沉积在钢基体表面，成型厚度约为0.22mm；在整个喷涂操作中钢基体的温度需维持在250℃以下，可避免钢基体的组织变化，防止变形；

d）涂层热处理，涂层热处理方式为激光热处理，热处理实施过程中，激光的功率可以是1KW，离焦量为28mm，扫描速率为24mm/s，激光头与涂层表面的距离为65mm，光斑直径为5mm，入射角调至30°；通过激光热处理后的涂层淬硬深度层可达0.18mm，涂层硬度值可提升至68HRC，使用寿命可达12000小时以上。

本发明明揭示了一种高性能钢基涂层的制备工艺 ,其特点是：该制备方法工序安排合理，制备工艺简便，成本适中，制得的涂层与钢基体结合强度高，涂层在耐热、耐蚀、耐磨以及高温强度方面的表现优良，特别是涂层通过热处理后可得到极高硬度，使涂层的使用寿命更为持久。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，可不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims

1.一种高性能钢基涂层的制备工艺，其特征在于，该制备工艺包括如下步骤：a）钢基体前处理，b）制备混合料，c）制备功能涂层，d）涂层热处理。

2.根据权利要求1所述的高性能钢基涂层的制备工艺，其特征在于，所述的步骤a）中，钢基体前处理包括脱脂处理和喷砂处理；其中，脱脂剂选用TM-26高效脱脂剂，配合喷枪进行使用，喷枪中压缩空气的压力值为0.4-0.6MPa；喷砂处理的原料选用颗粒度为300-350目的石英砂，喷砂压力控制在0.5MPa。

3.根据权利要求1所述的高性能钢基涂层的制备工艺，其特征在于，所述的步骤b）中，混合料制备工序包括：选料、筛选、混料、研磨以及干燥处理；原料选用钼粉、铝粉、镍粉、锰铁、硼铁、钒粉，碳粉和铁粉，研磨机研磨后的颗粒度为700-800目。

4.根据权利要求1所述的高性能钢基涂层的制备工艺，其特征在于，所述的步骤c）中，涂层采用氧乙炔火焰喷涂工艺进行涂覆，喷涂过程中，火焰调节为中性焰，喷嘴与钢基体表面的距离控制在150-160mm，送粉量为2-5g/min，粉末以60-70m/s的速度沉积在钢基体表面，成型厚度约为0.2-0.25mm。

5.根据权利要求1所述的高性能钢基涂层的制备工艺，其特征在于，所述的步骤d）中，涂层热处理方式为激光热处理，激光的功率可以是0.8KW或1KW，离焦量为27-28mm，扫描速率为20-25mm/s，激光头与涂层表面的距离为60-70mm，光斑直径为5mm，入射角调至30°。

6.根据权利要求5所述的高性能钢基涂层的制备工艺，其特征在于，所述的激光热处理后的涂层淬硬层深度可达0.15-0.2mm，涂层硬度值可提升至65-68HRC。