專利名稱：一種電力脫硫過(guò)流部件表面沉積wc硬面涂層材料的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及金屬材料表面硬質(zhì)涂層強(qiáng)化的方法，具體涉及一種電力脫硫過(guò)流部件表面沉積WC硬面涂層材料的方法。
背景技術(shù)：
電力發(fā)電是我國(guó)的主要能源之一，但電力脫硫過(guò)流部件的工況條件為堿性液體且有大量的顆粒，對(duì)過(guò)流部件的磨蝕非常嚴(yán)重，必須定期對(duì)過(guò)流部件表面進(jìn)行強(qiáng)化處理，因此，如何找到一種好的對(duì)過(guò)流部件表面進(jìn)行強(qiáng)化處理的方法是當(dāng)務(wù)之急。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種電力脫硫過(guò)流部件表面沉積WC硬面涂層材料的方法，使用電火花沉積技術(shù)對(duì)電力脫硫過(guò)流部件表面進(jìn)行沉積強(qiáng)化處理，從而使電力脫硫過(guò)流部件的表面的硬度、耐磨性、耐腐蝕性得到提高，延長(zhǎng)了電力脫硫過(guò)流部件的使用壽命。本發(fā)明采用以下技術(shù)方案
一種電力脫硫過(guò)流部件表面沉積WC硬面涂層材料的方法，包括如下步驟 第一步，對(duì)電力脫硫過(guò)流部件表面進(jìn)行預(yù)處理；
第二步，使用電火花沉積設(shè)備，在氬氣的氣氛環(huán)境中，采用硬質(zhì)合金WC作為陽(yáng)極，固定在電火花沉積槍內(nèi)，以電力脫硫過(guò)流部件基體表面作為陰極進(jìn)行沉積處理。進(jìn)一步，所述第二步中，電火花沉積設(shè)備的輸出功率為300 2500W，沉積電壓為 60 120V，沉積頻率為700 2000Hz，沉積速率為1 5min/Cm2，保護(hù)氣體氬氣流量設(shè)定在5 15L/min，沉積時(shí)沉積槍轉(zhuǎn)速為2500 5000r/min，電極的伸長(zhǎng)長(zhǎng)度為2 8mm。進(jìn)一步，所述電火花沉積設(shè)備的輸出功率為1400W，沉積電壓為100V，沉積頻率為700Hz，沉積速率為^lin/cm2，保護(hù)氣體氬氣流量設(shè)定在7L/min，沉積時(shí)沉積槍轉(zhuǎn)速為 2500 5000r/min，電極的伸長(zhǎng)長(zhǎng)度為3. 5mm。電火花沉積技術(shù)是直接利用電能的高密度能量對(duì)金屬的表面進(jìn)行沉積處理的工藝，該技術(shù)具有備投資少、使用靈活，攜帶方便的優(yōu)點(diǎn)，不會(huì)使工件退火或熱變形，沉積層與基體的結(jié)合非常牢固，不會(huì)發(fā)生剝落。既可對(duì)零件表面施行局部沉積，也可對(duì)一般幾何形狀的平面或曲面進(jìn)行沉積，能達(dá)到提高硬度和耐磨性的目的。金屬電火花表面沉積原理是將電源儲(chǔ)存的高能量電能，在金屬電極(陽(yáng)極)與金屬母材(陰極)間瞬間高頻釋放，通過(guò)電極材料與母材間的空氣電離形成通道，是母材表面產(chǎn)生瞬間高溫、高壓微區(qū)，同時(shí)離子態(tài)的電極材料在微電廠的作用下融滲到母材基體，形成冶
虛纟口口。本發(fā)明采用電火花沉積技術(shù)對(duì)電力脫硫過(guò)流部件表面進(jìn)行沉積強(qiáng)化處理，采用具有高強(qiáng)度、高耐磨性的硬質(zhì)合金WC作為陽(yáng)極，以電力脫硫過(guò)流部件基體表面作為陰極進(jìn)行沉積處理，從而使電力脫硫過(guò)流部件的表面的硬度、耐磨性、耐腐蝕性得到提高，延長(zhǎng)了電力脫硫過(guò)流部件的使用壽命。
本發(fā)明的有益效果為
1、本發(fā)明采用DZ—4000型電火花沉積設(shè)備，以過(guò)流部件基體為沉積對(duì)象，使用氬氣作為保護(hù)氣體，使用具有高強(qiáng)度、高耐磨性的硬質(zhì)合金WC電極材料熔覆在過(guò)流部件基體材料表面，形成了一層與基體冶金結(jié)合的合金層。本發(fā)明所采用的參數(shù)工藝的快速加熱快速冷卻的特點(diǎn)使沉積層易產(chǎn)生具有納米尺寸的細(xì)小微粒，提高了沉積層的性能。沉積后的過(guò)流部件表面強(qiáng)化點(diǎn)密集、均勻，表面強(qiáng)化層厚度可達(dá)到20 μ m 50 μ m，表面硬度、耐磨性、耐腐蝕性提高，使用壽命延長(zhǎng)。2、本發(fā)明所采用的電火花沉積工藝方法不會(huì)使過(guò)流部件表面材料退火或者變形。 電火花沉積時(shí)間雖然在放電瞬間能是材料熔化，甚至形成汽化的高溫，但是由于放電時(shí)間極短，放電點(diǎn)的區(qū)域比較小，因此放電的熱作用只發(fā)生在工件表面的微小區(qū)域，就整個(gè)工件而言，仍然處于常溫或者低溫狀態(tài)，工件不會(huì)退火或者熱變形。3、在過(guò)流部件表面沉積WC電極材料后的沉積層厚度、沉積層粗糙度、沉積層耐磨性等性能與沉積功率、沉積電壓、沉積頻率、沉積速率等操作因素相關(guān)，因此可以通過(guò)對(duì)沉積參數(shù)的適當(dāng)調(diào)節(jié)和對(duì)沉積速率的正確把握來(lái)提高沉積層的性能。4、本發(fā)明所采用的工藝方法不需要特殊、復(fù)雜的處理裝置和設(shè)施，表面強(qiáng)化處理費(fèi)用較低，而且操作方便，表面強(qiáng)化處理參數(shù)易于控制和達(dá)到。采用電火花強(qiáng)化方法在電力脫硫過(guò)流部件表面進(jìn)行冶金結(jié)合形成納米微米結(jié)構(gòu)耐磨涂層，該技術(shù)可以廣泛應(yīng)用于冶金、礦山、電力、石油、機(jī)械、水利等各個(gè)行業(yè)的金屬耐磨損件的表面改性。本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)、目標(biāo)和特征在某種程度上將在隨后的說(shuō)明書(shū)中進(jìn)行闡述，并且在某種程度上，基于對(duì)下文的考察研究對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是顯而易見(jiàn)的，或者可以從本發(fā)明的實(shí)踐中得到教導(dǎo)。


圖1為本發(fā)明過(guò)流部件基體表面電火花沉積WC電機(jī)工作原理圖。
具體實(shí)施例方式
以下用實(shí)施例結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。電力脫硫過(guò)流部件基體材料為不銹鋼，選用不銹鋼過(guò)流部件作為沉積對(duì)象，電極采用WC硬質(zhì)合金電極材料，直徑為Φ3-7πιπι，并且具有高強(qiáng)度、高耐磨、高的熱穩(wěn)定性、低沖擊韌性，并且導(dǎo)熱系數(shù)和導(dǎo)電系數(shù)與鋼及其合金接近。工藝過(guò)程如下
工件預(yù)處理在進(jìn)行電火花沉積之前，首先用汽油或者丙酮清洗工件表面，去除污垢、 銹和氧化皮；如果有必要可以先進(jìn)性打磨處理，之后再進(jìn)行清洗除垢去污。采用DZ—4000電火花沉積設(shè)備，其工作原理示意圖如圖1，圖中1為電力脫硫過(guò)流部件基體(即陰極)；2為WC沉積層；3為氬氣；4為沉積槍；5為電極(即陽(yáng)極)。在氬氣3 環(huán)境中，直接利用電能的高密度能量對(duì)電力脫硫過(guò)流部件流基體1的表面進(jìn)行沉積處理的工藝，高速旋轉(zhuǎn)的電極5 (陽(yáng)極)與工件材料(陰極)間發(fā)生火花放電，使電極材料與工件材料產(chǎn)生冶金結(jié)合形成WC沉積層2。電極5用螺釘夾持在沉積槍4內(nèi)，工作時(shí)沉積槍4內(nèi)的電極5以圍著軸心高速旋轉(zhuǎn)的方式進(jìn)行。電力脫硫過(guò)流部件的表面通過(guò)電火花沉積硬質(zhì)合金后，在鋼材表面形成三種與電力脫硫過(guò)流部件流基體不同的金相組織由表及里為白亮層、過(guò)渡層、熱影響區(qū)，再往里是不銹鋼過(guò)流部件的原始基體組織。涂層為冶金結(jié)合，其白亮層耐腐蝕性好；與白亮層靠近的是過(guò)渡層，它是由電極材料中的一些組成元素熔滲擴(kuò)散到基體金屬材料中，然后被迅速淬火而成；熱影響區(qū)主要是由于電火花放電的高溫作用，使這層鋼材的原始組織遭到不同的影響，它的主要組織是回火馬氏體。沉積過(guò)程中輸出功率和輸出電壓決定電火花放電能量，從而對(duì)沉積層的厚度產(chǎn)生很大的影響；沉積時(shí)沉積頻率主要影響沉積層的質(zhì)量和沉積效率；在一定時(shí)間內(nèi)，電火花沉積時(shí)沉積層的厚度隨著沉積時(shí)間的延長(zhǎng)在不斷的增厚，但當(dāng)沉積到一定厚度時(shí)，隨著沉積時(shí)間的增長(zhǎng)沉積層的厚度不但不增長(zhǎng)，而且會(huì)變薄，沉積層的質(zhì)量也會(huì)變差，這是由于反復(fù)的熱作用，使沉積層表面產(chǎn)生熱疲勞，是其表面產(chǎn)生裂紋，甚至汽化等。實(shí)施例1
本發(fā)明的工藝步驟如下
第一步，對(duì)電力脫硫過(guò)流部件表面進(jìn)行預(yù)處理，即在進(jìn)行電火花沉積之前，首先用汽油或者丙酮清洗工件表面，去除污垢、銹和氧化皮；如果有必要可以先進(jìn)性打磨處理，之后再進(jìn)行清洗除垢去污。第二步，使用電火花沉積設(shè)備，在氬氣的氣氛環(huán)境中，采用硬質(zhì)合金WC作為陽(yáng)極， 固定在電火花沉積槍內(nèi)，以電力脫硫過(guò)流部件基體表面作為陰極進(jìn)行沉積處理。電火花沉積設(shè)備的輸出功率為300W，沉積電壓為60V，沉積頻率為700Hz，沉積速率為lmin/cm2，保護(hù)氣體氬氣流量設(shè)定在5L/min，沉積時(shí)沉積槍轉(zhuǎn)速為2500r/min，電極的伸長(zhǎng)長(zhǎng)度為2mm。在10_6 10_5 s內(nèi)電極與電力脫硫過(guò)流部件基體接觸的部位達(dá)到8000 25000°C 的高溫，電極與電力脫硫過(guò)流部件基體間火花放電的能量使電極材料與電力脫硫過(guò)流部件基體材料熔融，通過(guò)快速自然冷卻，完成冶金結(jié)合，形成沉積層。實(shí)施例2
本發(fā)明的工藝步驟如下
第一步，對(duì)電力脫硫過(guò)流部件表面進(jìn)行預(yù)處理，即在進(jìn)行電火花沉積之前，首先用汽油或者丙酮清洗工件表面，去除污垢、銹和氧化皮；如果有必要可以先進(jìn)性打磨處理，之后再進(jìn)行清洗除垢去污。第二步，使用電火花沉積設(shè)備，在氬氣的氣氛環(huán)境中，采用硬質(zhì)合金WC作為陽(yáng)極， 固定在電火花沉積槍內(nèi)，以電力脫硫過(guò)流部件基體表面作為陰極進(jìn)行沉積處理。電火花沉積設(shè)備的輸出功率為2500W，沉積電壓為120V，沉積頻率為2000Hz，沉積速率為5min/Cm2， 保護(hù)氣體氬氣流量設(shè)定在15L/min，沉積時(shí)沉積槍轉(zhuǎn)速為5000r/min，電極的伸長(zhǎng)長(zhǎng)度為 8mm ο在10_6 10_5 s內(nèi)電極與電力脫硫過(guò)流部件基體接觸的部位達(dá)到8000 25000°C 的高溫，電極與電力脫硫過(guò)流部件基體間火花放電的能量使電極材料與電力脫硫過(guò)流部件基體材料熔融，通過(guò)快速自然冷卻，完成冶金結(jié)合，形成沉積層。實(shí)施例3
本發(fā)明的工藝步驟如下
第一步，對(duì)電力脫硫過(guò)流部件表面進(jìn)行預(yù)處理，即在進(jìn)行電火花沉積之前，首先用汽油或者丙酮清洗工件表面，去除污垢、銹和氧化皮；如果有必要可以先進(jìn)性打磨處理，之后再進(jìn)行清洗除垢去污。
第二步，使用電火花沉積設(shè)備，在氬氣的氣氛環(huán)境中，采用硬質(zhì)合金WC作為陽(yáng)極， 固定在電火花沉積槍內(nèi)，以電力脫硫過(guò)流部件基體表面作為陰極進(jìn)行沉積處理。電火花沉積設(shè)備的輸出功率為1000W，沉積電壓為80V，沉積頻率為1200Hz，沉積速率為!Min/cm2，保護(hù)氣體氬氣流量設(shè)定在8L/min，沉積時(shí)沉積槍轉(zhuǎn)速為3500r/min，電極的伸長(zhǎng)長(zhǎng)度為5mm。實(shí)施例4
本發(fā)明的工藝步驟如下
第一步，對(duì)電力脫硫過(guò)流部件表面進(jìn)行預(yù)處理，即在進(jìn)行電火花沉積之前，首先用汽油或者丙酮清洗工件表面，去除污垢、銹和氧化皮；如果有必要可以先進(jìn)性打磨處理，之后再進(jìn)行清洗除垢去污。第二步，使用電火花沉積設(shè)備，在氬氣的氣氛環(huán)境中，采用硬質(zhì)合金WC作為陽(yáng)極， 固定在電火花沉積槍內(nèi)，以電力脫硫過(guò)流部件基體表面作為陰極進(jìn)行沉積處理。電火花沉積設(shè)備的輸出功率為2000W，沉積電壓為100V，沉積頻率為1600Hz，沉積速率為^lin/cm2， 保護(hù)氣體氬氣流量設(shè)定在12L/min，沉積時(shí)沉積槍轉(zhuǎn)速為4500r/min，電極的伸長(zhǎng)長(zhǎng)度為 7mm ο實(shí)施例5
本發(fā)明的工藝步驟如下
第一步，對(duì)電力脫硫過(guò)流部件表面進(jìn)行預(yù)處理，即在進(jìn)行電火花沉積之前，首先用汽油或者丙酮清洗工件表面，去除污垢、銹和氧化皮；如果有必要可以先進(jìn)性打磨處理，之后再進(jìn)行清洗除垢去污。綜合電力脫硫過(guò)流部件工作環(huán)境要求和各種性能的要求選用如下沉積工藝參數(shù)
權(quán)利要求
1.一種電力脫硫過(guò)流部件表面沉積WC硬面涂層材料的方法，其特征在于包括如下步驟第一步，對(duì)電力脫硫過(guò)流部件表面進(jìn)行預(yù)處理；第二步，使用電火花沉積設(shè)備，在氬氣環(huán)境中，采用硬質(zhì)合金WC作為陽(yáng)極，固定在電火花沉積槍內(nèi)，以電力脫硫過(guò)流部件基體表面作為陰極進(jìn)行沉積處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電力脫硫過(guò)流部件表面沉積WC硬面涂層材料的方法， 其特征在于所述第二步中，電火花沉積設(shè)備的輸出功率為300 2500W，沉積電壓為60 120V，沉積頻率為700 2000Hz，沉積速率為1 5min/Cm2，保護(hù)氣體氬氣流量設(shè)定在5 15L/min，沉積時(shí)沉積槍轉(zhuǎn)速為2500 5000r/min，電極的伸長(zhǎng)長(zhǎng)度為2 8mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種電力脫硫過(guò)流部件表面沉積WC硬面涂層材料的方法，其特征在于所述電火花沉積設(shè)備的輸出功率為1400W，沉積電壓為100V，沉積頻率為700Hz， 沉積速率為％iin/cm2，保護(hù)氣體氬氣流量設(shè)定在7L/min，沉積時(shí)沉積槍轉(zhuǎn)速為2500 5000r/min,電極的伸長(zhǎng)長(zhǎng)度為3. 5_。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種電力脫硫過(guò)流部件表面沉積WC硬面涂層材料的方法，包括如下步驟第一步，對(duì)電力脫硫過(guò)流部件表面進(jìn)行預(yù)處理；第二步，使用電火花沉積設(shè)備，在氬氣的氣氛環(huán)境中，采用硬質(zhì)合金WC作為陽(yáng)極，固定在電火花沉積槍內(nèi)，以電力脫硫過(guò)流部件基體表面作為陰極進(jìn)行沉積處理。本發(fā)明使用電火花沉積技術(shù)對(duì)電力脫硫過(guò)流部件表面進(jìn)行沉積強(qiáng)化處理，從而使電力脫硫過(guò)流部件的表面的硬度、耐磨性、耐腐蝕性得到提高，延長(zhǎng)了電力脫硫過(guò)流部件的使用壽命。
文檔編號(hào)C23C4/12GK102212775SQ201110132900
公開(kāi)日2011年10月12日 申請(qǐng)日期2011年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月23日
發(fā)明者吳金妹, 張?zhí)? 張瑞珠, 王建升, 蘇萬(wàn)山, 高勇偉 申請(qǐng)人:華北水利水電學(xué)院