本發(fā)明涉及金屬表面處理技術(shù)，具體涉及一種爆炸噴涂制備鎳合金耐磨涂層的制備方法。
背景技術(shù)：
：軸類零件是機(jī)床的主要部件，在制造產(chǎn)業(yè)中，在齒輪軸的設(shè)計(jì)制造與生產(chǎn)要滿足其性能要求。汽車的齒輪軸在變速箱和后橋中做高速旋轉(zhuǎn)，支承齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)并與之一起回轉(zhuǎn)并傳遞運(yùn)動(dòng)、扭矩、彎矩。齒輪軸主要承受交變載荷，沖擊載荷，剪切應(yīng)力和接觸應(yīng)力。軸易產(chǎn)生裂紋，磨損是導(dǎo)致齒輪軸材料，失效原因之一，通過改善材料的耐磨性能來降低材料的損耗一直是材料科學(xué)工作者非常關(guān)注的問題。利用熱噴涂技術(shù)在零件表面制備理想的涂層，用來提高其耐磨性、抗蝕性是行之有效的方法。爆炸噴涂是在火焰噴涂、爆炸噴涂、電弧噴涂諸方法之上的一種獨(dú)具特色的金屬表面覆層技術(shù)，其涂層致密、結(jié)合強(qiáng)度高、氣孔率低、硬度高等均表現(xiàn)出優(yōu)越的性能，因而受到世界各先進(jìn)工業(yè)國家的注目，是熱噴涂領(lǐng)域國內(nèi)外公認(rèn)的高新技術(shù)。極大地提高了熱噴涂涂層的質(zhì)量,尤其是在其涂層與基體的結(jié)合強(qiáng)度,涂層硬度和涂層表觀孔隙率方面達(dá)到了常規(guī)熱噴涂技術(shù)無法企及的程度,它使復(fù)合材料的綜合性能達(dá)到了一個(gè)新的高度。目前選用合金鋼材料為40Cr鋼軸類零件進(jìn)行試件的制作。40Cr鋼為優(yōu)質(zhì)合金鋼，硬度不高易切削加工，模具中常用來做模板、梢子、導(dǎo)柱等，但需熱處理。調(diào)質(zhì)處理后零件具有良好的綜合機(jī)械性能，廣泛應(yīng)用于摩托車、汽車上，特別是那些在交變負(fù)荷下工作的連桿、螺栓、齒輪及軸類等，在工作中要承受巨大的摩擦力，因此需要進(jìn)一步提高40cr鋼軸類零件表面的耐磨性能和硬度，提高40cr鋼軸類零件的使用壽命。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的，是提供一種爆炸噴涂制備鎳合金耐磨涂層的制備方法，采用該方法能大幅度提高軸類零件的表面硬度、耐磨性能和使用壽命。為達(dá)到上述目的而采用的技術(shù)方案是：一種爆炸噴涂制備鎳合金耐磨涂層的制備方法，其特征在于：1、噴涂用復(fù)合材料的制備在金屬Ni60粉中加入占金屬Ni60重量百分比的5-17.5%Co和5-17.5Cr%，混合均勻，制成噴涂用復(fù)合材料，備用。2、選用適于爆炸噴涂的設(shè)備，采用爆炸方法，將步驟1制備的復(fù)合材料噴涂在軸類零件的表面上，具體噴涂工藝包括下述步驟：（1）對40Cr軸類零件表面進(jìn)行處理先對基體40Cr表面進(jìn)行清洗，脫脂和粗化處理，在丙酮和無水乙醇溶液中超聲清洗10min,進(jìn)行脫脂、脫水處理，再利用300-600um的金剛砂噴砂至表面粗糙度Ra=7um,噴砂過程參數(shù)為壓力0.5-0.7MPa.噴射角度90°，噴砂距離50mm.噴砂后立即進(jìn)行涂層沉積。（2）用N2氣向爆炸噴涂用槍管中輸送粉末，清掃燃燒室，N2氣同時(shí)充當(dāng)保護(hù)氣體，防止回火。（3）槍管距40Cr軸類零件距離為50-140mm，噴涂時(shí)輸入氣體參數(shù)為02壓力為1-1.3Mpa、乙炔壓力為1-1.4MPa、N2壓力為4-5MPa、O2C2H2為0.72-1.5MPa,氧氣燃燒為73-149ms、氧氣接收為75-147ms、送分速率1-1.4g/s，對40Cr軸類工作表面進(jìn)行爆炸噴涂沖擊40-80次/min，噴涂厚度為200um-600um，即得。噴涂后進(jìn)行測量其表面硬度和表面電子顯微鏡測試和分析，用M-200試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行磨損試驗(yàn)，使用潤滑油（30粘度的礦物油）測試磨損率，磨損時(shí)加載F=10N，轉(zhuǎn)速v=200rad/min，磨損時(shí)間為T=50min。磨損后對試件進(jìn)行清洗，采用超聲清洗震蕩15min，吹干試件，用無水乙醇浸泡10-20min吹干后，電子天平稱重。試驗(yàn)進(jìn)行5次，每次磨損時(shí)間為10min，試驗(yàn)50min。本發(fā)明具有較好的顯微硬度，經(jīng)噴涂后的工件表面平均硬度在964HV，最高可達(dá)1219HV，在硬度840.9HV-1219HV之間，最高可達(dá)1219HV，可提高表面耐磨性3倍以上，噴涂層厚為200um-600um，耐磨性較好，如爆炸噴涂40Cr以50次/min到60次/min時(shí)10min磨損量為0.0007g-0.0023g，表面耐磨性3倍以上，使其達(dá)到節(jié)約資源，提高普通材料的使用價(jià)值。表1金屬鎳Ni60的理化性能。表2鈷和鉻二種噴涂粉的理化性能。噴涂粉熔點(diǎn)（℃）HRC性能應(yīng)用鈷149349-51高的硬度、良好的耐磨性和良好的韌性廣泛應(yīng)用于航空航天冶金、電力及其機(jī)械領(lǐng)域增強(qiáng)基體金屬的耐磨性，或作為磨損部件的修復(fù)鉻100038-41提高耐蝕性能和抗高溫氧化性應(yīng)用于材料表面，防腐，和氧化附圖說明圖1是40Cr爆炸噴涂噴50次鎳Ni60中添加A%Co和B%Cr的能譜圖。圖2是40Cr爆炸噴涂噴50次鎳Ni60中A%Co和B%Cr的電鏡圖。具體實(shí)施方式實(shí)施例一一種爆炸噴涂制備鎳合金耐磨涂層的制備方法，包括下述步驟：選擇噴涂設(shè)備為俄羅斯生產(chǎn)的OB型爆炸噴涂機(jī)，槍管長1.25m，位于槍管末端有電火花塞、距噴嘴0.5m設(shè)有送粉器。在金屬Ni60粉中按重量比添加鈷Co:10%；鉻Cr:15%,混合攪拌均勻，40Cr工件表面噴砂后，進(jìn)行40次/min-80次/min的爆炸沖擊噴涂，對噴涂后的工件進(jìn)行硬度測試和用M-200試驗(yàn)機(jī)磨損試驗(yàn)，之后再進(jìn)行電鏡觀測分析表面成分，即得。實(shí)施例2一種爆炸噴涂制備鎳合金耐磨涂層的制備方法，選用的噴涂設(shè)備與實(shí)施例一相同。噴涂用復(fù)合材料為：在金屬Ni60粉中按重量比添加鈷Co:15%，鉻Cr:5%，混合攪拌均勻?qū)?0Cr工件表面噴砂后，清洗后進(jìn)行40次/min-80次/min的爆炸沖擊噴涂,對噴涂后的40Cr工件進(jìn)行硬度測試和M-200試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行磨損試驗(yàn)后，磨損電鏡觀測分析表面成分，即得。實(shí)施例三一種爆炸噴涂制備鎳合金耐磨涂層的制備方法，采用的噴涂復(fù)合材料為：在金屬Ni60粉中按重量比添加鈷Co:5%；鉻Cr:15%，混合攪拌均勻?qū)?0Cr工件表面噴砂后，清洗后進(jìn)行40次/min-80次/min的爆炸沖擊噴涂，噴涂后的工件進(jìn)行硬度測試和M-200試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行磨損試驗(yàn)后進(jìn)行硬度測試，之后再進(jìn)行電鏡觀測分析表面成分，即得。當(dāng)前第1頁1 2 3