发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点,提供了一种耐磨耐腐蚀镍基合金的制备方法,得到的镍基合金涂层致密,涂层表面均匀,涂层与工件的结合强度良好。
为实现上述目的,本发明采用如下的技术方案:
1)工件表面清理:对工件待喷涂表面进行清理,使表面露出金属光泽;
2)喷砂粗化:对步骤1)清理后的工件表面进行喷砂粗化;
3)工件表面清洗:对喷砂粗化后的工件表面进行清洗;
4)热喷涂:采用超音速等离子喷涂***和等离子喷枪,在经清洗后的工件表面喷涂一层厚度为40-60μm的镍合金涂层,喷涂完后,于空气中自然冷却,得到镍基合金涂层;其中,喷涂的工艺参数如下:功率为30~40KW,送粉速率为20~30g·min-1,主汽流量为90~110L·min-1,喷涂距离为90~110mm。
所述清理采用砂纸打磨或机械加工的方法进行。
所述喷砂粗化采用的喷涂材料为白刚玉。
所述白刚玉的粒度为60~100目。
喷砂粗化时,喷砂距离100~150mm。
所述清洗是采用丙酮进行清洗的。
完成步骤3)后将工件放置在旋转夹具上再进行步骤4)。
所述超音速等离子喷涂***的型号为HEP-Jet型,等离子喷枪的型号为SG-100型。
所述镍合金涂层的材料为Ni60A合金粉末、Ni70合金粉末或Ni75合金粉末。
所述Ni60A合金粉末、Ni70合金粉末或Ni75合金粉末的粒度为150-325目。
与现有技术相比,本发明具有的有益效果:本发明采用超音速等离子喷涂技术制备耐磨耐腐蚀镍基合金的方法,得到的镍基合金涂层致密,涂层表面均匀,涂层与工件的结合强度良好,并且涂层表面合金颗粒无脱落,同时由于镍基合金具有很好的耐腐蚀性能,所得到的涂层能够很好的满足在300℃高温条件下耐磨耐腐蚀的技术要求。本发明得到的涂层质量好,能够满足航空、航天、精密机械加工等行业的产品要求,并且本发明提高了制备镍基合金涂层的工作效率,降低了成本,利于批量生产。
具体实施方式
本发明中的工件材料为耐热不锈钢,化学成分为(质量百分比,%):Cr:24.0~26.5、Ni:34.0~37.0、Mn:0.50~1.50、Si:0.30~0.70、Al:0.15~0.45、Cu:≤0.50,其余为Fe;涂层材料选用Ni60A合金粉末,Ni60A合金粉末的粒度为150-325目,化学成分为(质量百分比,%):C:0.50~1.0、B:3.0~4.0、Si:3.5~5.0、Fe:≤6、Cr:14.0~19.0、其余为Ni。
下面通过具体实施例对本发明做详细说明。
实施例1
1)工件表面清理:采用砂纸打磨的方法,对工件待喷涂表面进行清理,使其表面露出金属光泽;
2)喷砂粗化:以白刚玉为喷涂材料,对步骤1)清理后的工件表面进行喷砂粗化,其中,白刚玉砂粒度为60~100目,喷砂距离100~150mm;
3)工件表面清洗:采用丙酮清洗喷砂粗化后的工件表面;
4)装夹:将工件放置在旋转夹具上;
5)热喷涂:采用HEP-Jet型超音速等离子喷涂***、SG-100型等离子喷枪,在工件经清洗后的表面喷涂一层厚度50μm的镍合金涂层,喷涂工艺参数为:功率为40KW,送粉速率为30g·min-1,主汽流量为90L·min-1,喷涂距离为110mm。
6)冷却:喷涂完后,将工件置于空气中自然冷却,得到镍基合金涂层。
实施例2
1)工件表面清洗:采用砂纸打磨的方法,对工件待喷涂表面进行清理,使其表面露出金属光泽;
2)喷砂粗化;以白刚玉为喷涂材料,对步骤1)清理后的工件待喷涂表面进行喷砂粗化,其中,白刚玉砂粒度为60~100目,喷砂距离100~150mm;
3)工件表面清洗:采用丙酮清洗喷砂粗化后的工件待喷涂表面;
4)装夹:将工件放置在旋转夹具上;
5)热喷涂:采用HEP-Jet型超音速等离子喷涂***、SG-100型等离子喷枪,在工件经清洗后的表面喷涂一层厚度50μm的镍合金涂层,喷涂工艺参数为:功率为35KW,送粉速率为25g·min-1,主汽流量为100L·min-1,喷涂距离为100mm;
6)冷却:喷涂完后,将工件置于空气中自然冷却,得到镍基合金涂层。
实施例3
1)工件表面清洗:采用机械加工的方法,对工件待喷涂表面进行清理,使其表面露出金属光泽;
2)喷砂粗化:以白刚玉为喷涂材料,对步骤1)清理后的工件待喷涂表面进行喷砂粗化,其中,白刚玉砂粒度为60~100目,喷砂距离100~150mm;
3)工件表面清洗:采用丙酮清洗喷砂粗化后的工件待喷涂表面;
4)装夹:将工件放置在旋转夹具上;
5)热喷涂:采用HEP-Jet型超音速等离子喷涂***、SG-100型等离子喷枪,在工件经过清洗后的表面喷涂一层厚度50μm的镍合金涂层,喷涂工艺参数如下:功率为30KW、送粉速率为20g·min-1,主汽流量为110L·min-1,喷涂距离为90mm;
6)冷却喷涂完后,将工件置于空气中自然冷却,得到镍基合金涂层。
实施例4
1)工件表面清洗:采用机械加工的方法,对工件待喷涂表面进行清理,使其表面露出金属光泽;
2)喷砂粗化:以白刚玉为喷涂材料,对步骤1)清理后的工件待喷涂表面进行喷砂粗化,其中,白刚玉砂粒度为60~100目,喷砂距离100~150mm;
3)工件表面清洗:采用丙酮清洗粗化后的工件待喷涂表面;
4)装夹:将工件放置在旋转夹具上;
5)热喷涂:采用HEP-Jet型超音速等离子喷涂***、SG-100型等离子喷枪,在工件经清洗后的表面喷涂一层厚度50μm的镍合金涂层,喷涂工艺参数如下:功率为40KW,送粉速率为30g·min-1,主汽流量为110L·min-1,喷涂距离为110mm;
6)冷却:喷涂完后,将工件置于空气中自然冷却,得到镍基合金涂层。
实施例5
1)工件表面清洗:采用机械加工的方法,对工件待喷涂表面进行清理,使其表面露出金属光泽;
2)喷砂粗化:以白刚玉为喷涂材料,对步骤1)清理后的工件待喷涂表面进行喷砂粗化,其中,白刚玉砂粒度为60~100目,喷砂距离100mm;
3)工件表面清洗:采用丙酮清洗粗化后的工件待喷涂表面;
4)装夹:将工件放置在旋转夹具上;
5)热喷涂:采用HEP-Jet型超音速等离子喷涂***、SG-100型等离子喷枪,在工件经清洗后的表面喷涂一层厚度40μm的镍合金涂层,喷涂工艺参数如下:功率为40KW,送粉速率为30g·min-1,主汽流量为90L·min-1,喷涂距离为110mm;
6)冷却:喷涂完后,将工件置于空气中自然冷却,得到镍基合金涂层。
实施例6
1)工件表面清洗:采用机械加工的方法,对工件待喷涂表面进行清理,使其表面露出金属光泽;
2)喷砂粗化:以白刚玉为喷涂材料,对步骤1)清理后的工件待喷涂表面进行喷砂粗化,其中,白刚玉砂粒度为60~100目,喷砂距离150mm;
3)工件表面清洗:采用丙酮清洗粗化后的工件待喷涂表面;
4)装夹:将工件放置在旋转夹具上;
5)热喷涂:采用HEP-Jet型超音速等离子喷涂***、SG-100型等离子喷枪,在工件经清洗后的表面喷涂一层厚度60μm的镍合金涂层,喷涂工艺参数如下:功率为30KW,送粉速率为20g·min-1,主汽流量为100L·min-1,喷涂距离为100mm;
6)冷却:喷涂完后,将工件置于空气中自然冷却,得到镍基合金涂层。
实施例7
1)工件表面清洗:采用砂纸打磨的方法,对工件待喷涂表面进行清理,使其表面露出金属光泽;
2)喷砂粗化:以白刚玉为喷涂材料,对步骤1)清理后的工件待喷涂表面进行喷砂粗化,其中,白刚玉砂粒度为60~100目,喷砂距离130mm;
3)工件表面清洗:采用丙酮清洗粗化后的工件待喷涂表面;
4)装夹:将工件放置在旋转夹具上;
5)热喷涂:采用HEP-Jet型超音速等离子喷涂***、SG-100型等离子喷枪,在工件经清洗后的表面喷涂一层厚度50μm的镍合金涂层,喷涂工艺参数如下:功率约为35KW,送粉速率为25g·min-1,主汽流量为110L·min-1,喷涂距离为90mm;
6)冷却:喷涂完后,将工件置于空气中自然冷却,得到镍基合金涂层。
根据具体的使用条件,采用Ni60A合金粉末、Ni70合金粉末或Ni75合金粉末制得涂层。
图1为本发明制得的镍基合金涂层的照片,图2为本发明制得的镍基合金涂层的扫描电镜图,从图1上可以看出本发明制备的涂层表面合金颗粒无脱落,从图2可以看出本发明制备的涂层致密并且涂层表面均匀。