[发明专利]一种铁基合金轴瓦耐磨层的制备方法

说明书

本发明公开了一种铁基合金轴瓦耐磨层的制备方法，包括以下步骤：(1)对铁基合金轴瓦表面进行打磨，并清洗干净；(2)对巴氏合金粉末进行干燥；(3)采用低压冷喷涂工艺将巴氏合金粉末喷涂在铁基合金轴瓦表面形成冷喷涂层；(4)对冷喷涂层进行激光重熔；(5)采用同轴载气送粉工艺，在重熔后的冷喷涂层上送入巴氏合金粉末进行激光熔覆形成耐磨层；(6)检验及机械加工。本发明摒弃传统浇注方法，通过低压冷喷涂工艺形成冷喷涂层，激光重熔使冷喷涂层与基体之间形成冶金结合，最后激光熔覆形成晶粒细小、组织致密的熔覆层，且无偏析、孔洞、裂纹等缺陷，并且，无需预热、镀锡。

技术领域

本发明属于轴瓦制备技术领域，具体涉及一种铁基合金轴瓦耐磨层的制备方法。

背景技术

轴瓦是滑动轴承和轴颈接触的部分，形状为瓦状的半圆柱面，非常光滑，一般用青铜、减摩合金等耐磨材料制成。锡基巴氏合金因其良好减磨效果，可作为轴瓦的耐磨层，因而广泛应用于轴瓦。传统的巴氏合金轴瓦耐磨层的制备通常采用浇注方法，该方法存在化合物粗大、偏析和孔洞等缺陷，且巴氏合金层与基体结合力差。

激光熔覆技术是指以不同的填料方式在被涂覆基体表面上放置选择的涂层材料，经激光辐照使之和基体表面一薄层同时熔化，并快速凝固后形成稀释度极低并与基体材料成冶金结合的表面涂层。专利CN107803501A公开了一种锡基巴氏合金构件的激光增材制造方法，该法在预热的基材上铺设一定厚度的锡基巴氏合金粉末层，再利用激光束选区加热合金粉末层，在基材表面形成冶金结合的激光熔覆层。

铁基合金具有较好的耐磨损、耐高温、抗氧化、抗热震冲击性能，较高的常温、高温硬度和高温强度，优良的耐氧化还原复合介质腐蚀、高温气体腐蚀、氯化物等苛刻介质腐蚀、强还原性介质腐蚀，因而被广泛用于制备轴瓦。但铁基合金轴瓦基体的熔点远高于巴氏合金的熔点，且巴氏合金易烧蚀和氧化，因而不适于采用激光熔覆，目前仍采用传统的浇注方法，并且，一般还需要对铁基合金轴瓦基体表面进行挂锡或镀锡处理，污染环境，效率低，成本高。

发明内容

本发明的目的在于：针对上述现有铁基合金轴瓦采用传统浇注方法制备的巴氏合金耐磨层存在组织粗大、偏析、孔洞等问题，本发明提供一种铁基合金轴瓦耐磨层的制备方法。

本发明采用的技术方案如下：

一种铁基合金轴瓦耐磨层的制备方法，包括以下步骤：

(1)对铁基合金轴瓦表面进行打磨，并清洗干净；

(2)对巴氏合金粉末进行干燥；

(3)采用低压冷喷涂工艺将巴氏合金粉末喷涂在铁基合金轴瓦表面，形成冷喷涂层；

(4)对冷喷涂层进行激光重熔；

(5)采用同轴载气送粉工艺，在重熔后的冷喷涂层上送入巴氏合金粉末进行激光熔覆，形成耐磨层；

(6)检验及机械加工。

本发明首先采用低压冷喷涂工艺，使巴氏合金粉末在较高的动能下撞击铁基合金轴瓦基体表面并产生变形，从而沉积于基体表面形成冷喷涂层，且得到的冷喷涂层气孔率低、氧化少、结晶均匀，但冷喷涂层与铁基合金轴瓦基体之间为机械结合，结合强度较低。然后通过激光重熔，一方面有利于消除冷喷涂层中的气孔，进一步降低气孔率，另一方面，重熔时，巴氏合金中的锡与铁反应生成FeSn、FeSn₂或二者兼有，形成互相渗透的过渡区，促使冷喷涂层与铁基合金轴瓦基体结合，由机械结合转变为冶金结合，提高结合强度，最后再在冷喷涂层上进行激光熔覆，形成熔覆层，即耐磨层，所得到的耐磨层晶粒细小、组织致密，且无偏析和孔洞等缺陷。