[发明专利]一种高精度辊件耐磨涂层的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高精度辊件耐磨涂层的制备方法，属于耐磨涂层制备技术领域。

背景技术

在工业生产中，常在工件表面制备高硬度的强化层以提高其耐磨性。目前，国内外通常采用热喷涂和重熔技术制备耐磨层以实现工件表面的耐磨强化，主要包括超音速火焰喷涂(HVOF)、大气等离子喷涂(APS)、等离子堆焊、高频感应熔敷、真空熔结、喷焊等。单一采用热喷涂技术如HVOF喷涂、APS喷涂制备的耐磨涂层与基体通常呈机械结合，其结合强度很难满足实际工况的需求，在使用过程中涂层极易剥落；而高频感应熔敷、真空熔结、堆焊等方法制备的涂层与基体虽能形成冶金结合，涂层具有较高结合强度，但工艺过程中热影响较大，工件易产生形变，并且熔覆层极易产生裂纹，应用受限。

相比较，感应重熔工艺是利用高频感应加热的一种重熔技术，该方法具有热量集中在表面、加热速度快、功率密度高等特点，熔覆后涂层不仅实现了冶金结合具有高结合强度，而且对基体热影响区域小、加工成本低等诸多优点，特别适合规则件的大批量生产，是一种十分理想的重熔工艺技术。采用高频感应熔覆前需在工件表面预制涂层，通常采用的是手工涂敷的方法，存在以下问题：1、工作量大，周期长；2、涂层不致密，厚度不均匀，导致后续熔覆时间长，使硬质相在熔覆时有足够的时间因比重大而向底部聚集，造成熔覆后的涂层硬度不均匀。

发明内容

本发明为解决现有单一采用超音速火焰喷涂、大气等离子喷涂工艺使工件在使用过程中涂层极易剥落；高频感应熔敷、真空熔结、堆焊等方法工艺过程中热影响较大，工件易产生形变，并且熔覆层极易产生裂纹；高频感应熔覆前需在工件表面预制涂层，通常采用的是手工涂敷的方法，工作量大，周期长，涂层不致密，厚度不均匀，导致后续熔覆时间长，使硬质相在熔覆时有足够的时间因比重大而向底部聚集，造成熔覆后的涂层硬度不均匀的问题，提供一种高精度辊件耐磨涂层的制备方法。

本发明的制备方法如下：

通过超音速火焰喷涂在基体表面制备预制涂层；

通过高频感应重熔对所述预制涂层进行熔覆。

本发明采用复合表面处理技术制备耐磨涂层，不仅确保了加工过程中工件不变形，制备的涂层致密、无裂纹、硬度均匀、结合强度高，提高了工件表面的耐磨性和抗冲击性，而且该制备技术具有工艺简单、熔覆效率高、加工成本低等优点。加工后，涂层与基体结合强度≥70MPa，通过调整喷涂粉末中硬质相WC的添加量，涂层硬度可达HRB55～70。该制备方法可广泛适用于使用工况恶劣的工业部件表面强化层制备中，如高频摩擦付、造纸辊、抽油杆、节箍等。

具体实施方式

本发明提供了下面两个较佳的实施例：

实施例一：针对钢厂精轧用普通钢辊，采用工业清洗剂对其表面进行除油清洗；清洗烘干后，选用60～80目的氧化铝砂进行吹砂粗化处理，粗化后工件表面粗糙度为R4.0。喷涂前对工件进行预热，温度为150～200℃。选用的喷涂粉末为70％的NiCrBSi(Y或Ce)和30％的Ni包覆WC，粉末粒度为45±10μm，喷涂前在150～200℃的保温箱烘干3小时。通过超音速火焰喷涂在基体表面制备预制涂层，在超音速火焰喷涂过程中的工艺参数为180～210L/min，丙烷流量为55～62L/min，喷涂距离为190～210mm，空气压力为0.3～0.4MPa，送粉量为50～80g/min。预制涂层后，采用高频感应重熔设备对预制涂层进行熔覆，再将钢辊安放在加工平台上，调整感应加热器与涂层表面的间隙为10～30mm，开启感应重熔设备，工件移动速度为50～100mm/min。熔覆后，对加工后的涂层进行磨削加工至要求的表面光洁度。加工后经检测，涂层硬度为HRB68，涂层与基体结合强度≥70MPa。