[发明专利]表面改质方法及装置有效
申请号: | 200680016226.4 | 申请日: | 2006-04-27 |
公开(公告)号: | CN101175865A | 公开(公告)日: | 2008-05-07 |
发明(设计)人: | 成田贵行;长坂浩志;小川俊之;杉山宪一;川村聪;浅野保夫 | 申请(专利权)人: | 株式会社荏原制作所 |
主分类号: | C23C4/18 | 分类号: | C23C4/18 |
代理公司: | 永新专利商标代理有限公司 | 代理人: | 陈建全 |
地址: | 日本*** | 国省代码: | 日本;JP |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 表面 方法 装置 | ||
技术领域
本发明涉及例如对旋转部件进行局部的耐磨损表面改质的表面改质方法。
背景技术
例如,对于处理含有大量砂土的水所用的水车或泵等水力机械的叶轮,叶轮的表面因被水中砂土的微粒子冲磨,存在早期就被磨损掉的问题。因此,以往用耐磨损材料覆盖在如此的环境下使用的叶轮等旋转部件。作为其中一种有力的方法,有通过各种喷镀方式喷镀自熔性合金,形成耐磨损性喷镀皮膜,接着再熔化该喷镀皮膜,使喷镀皮膜致密化、同时提高喷镀皮膜和基体材料的密合性的喷镀熔化法。
但是,在用喷镀熔化法对复杂形状的部件进行表面改质的情况下,在使喷镀皮膜再熔化时,尤其在倾斜部分熔化金属会流掉,因而具有皮膜厚度不均匀、或尺寸精度下降等不良情况。
发明内容
本发明是鉴于上述事实而提出的,其目的在于提供一种表面改质方法及装置,即使是具有倾斜部分的形状复杂的被处理物,也能顺利地形成品质良好的皮膜,对表面进行改质。
根据本发明的第1方式,提供一种表面改质方法,即使是具有倾斜部分的形状复杂的被处理物,也能顺利地在母材表面上形成品质良好的耐磨损性皮膜,能够对表面进行改质。此方法具有:在所述母材表面上形成喷镀皮膜的工序;通过一边将该喷镀皮膜的表层附近保持在非流动状态一边对该喷镀皮膜进行高频感应加热,由此使所述表层附近的下层侧再熔化,从而将该喷镀皮膜密合在所述母材上的工序。
作为形成该喷镀皮膜的耐磨损性材料,适合采用含有碳化物粒子的自熔性合金材料或通过熔融固化使碳化物析出的自熔性合金材料。作为喷镀方法,可适宜采用电弧喷镀或等离子喷镀这样的电喷镀法、或火焰喷镀这样的气体喷镀法。高频感应加热最好在适当的不活泼性气氛中进行。另外,一边将喷镀皮膜的表层附近保持在非流动状态一边对该喷镀皮膜进行高频感应加热的部位,不需要是加工对象即母材的整个表面,可以只是倾斜面等必要的部位。
在所述再熔化工序中,也可以使所述表层附近维持在所述喷镀皮膜的原材料的液相线温度以下的非流动温度。如果是液相线温度以下的温度,则喷镀皮膜就呈固相和液相的混合状态,难以形成流动化。由于实际中液相线温度以下的多少温度是合适的,会因表面的倾斜等条件而异,因此优选通过实验求出。
在所述再熔化工序中,也可以通过对所述喷镀皮膜的表面喷射不活泼性气体而强制冷却,使所述喷镀皮膜的表面附近保持在非流动温度以下。
在所述再熔化工序中,也可以一边测定所述喷镀皮膜的表面温度一边对该喷镀皮膜进行高频感应加热。由此,能够从喷镀皮膜的表面温度推断出喷镀皮膜的表面附近及母材附近的温度,能够判断喷镀皮膜的流动性和密合化的状况。
在所述高频感应加热时,也可以在ρ为比电阻[Ω·cm],μ为比导磁率,f为频率[Hz]时,用由δ[mm]=5.03×104×(ρ·μ-1·f-1)1/2表示的电流浸透深度δ[mm]达到2[mm]以下的范围的频率进行高频感应加热。
根据本发明的第2方式,提供一种表面改质装置,即使是具有倾斜部分的复杂形状的被处理物,也能顺利地在母材表面上形成品质良好的耐磨损性皮膜,能够对表面进行改质。该表面改质装置具有:感应加热装置,对表面上形成有喷镀皮膜的所述母材的该喷镀皮膜进行高频感应加热;和表面非流动化机构,在进行所述高频感应加热时,对所述喷镀皮膜的表层附近进行冷却,将该表层附近保持在非流动状态。
根据本发明,由于只使喷镀皮膜的表层附近的下方侧部分再熔化,因此喷镀皮膜保持原形。所以,即使是倾斜部分或是形状复杂的部分,也能防止再熔化造成的流动、变形、或厚度不均。因此,能够顺利地形成尺寸精度高的高品质的皮膜。
根据本发明的第3方式,提供一种旋转部件,形成有通过上述的表面改质方法形成的耐磨损性皮膜。在本发明的旋转部件上,由于形成有尺寸精度高的表面改质皮膜,因此旋转部件具备良好的耐磨损性和作为机械部件的高性能。
根据本发明的第4方式,提供一种具有上述旋转部件的流体机械。本发明的流体机械是适合处理浆料这样的磨损性流体的高品质的流体机械。
本发明的上述目的以及其它目的及效果,可参照以本发明的一优选实施方式为例而图示的附图,从以下所述的说明中得到证明。
附图说明
图1是表示本发明的表面改质装置的第1实施方式的图示。
图2是表示本发明的表面改质装置的第2实施方式的图示。
图3是表示图2的表面改质装置的作业状况的图示。
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