[发明专利]一种钢工件内孔表面钨合金涂层的制备方法

权利要求书

1.一种钢工件内孔表面钨合金涂层的制备方法，其特征在于，采用结构如下所述的沉积装置来制备：

所述沉积装置包括惰性气体气瓶（1），阀门（2），气管（3），1号丝杠（4），1号步进电机（5），沉积枪（6），导线（7），CHB-200s型霍尔电流传感器（8），沉积枪装夹台（9），钢工件（10），三爪卡盘（11），传动轴（12），6204轴承（13），安装架（14），2号步进电机（15），2号丝杠（16），电极（17），固定筒（18），三角皮带（19），工作台（20），控制器（21），皮带轮（22），3号步进电机（23），智能电火花沉积堆焊修复电源（24）；所述沉积枪装夹台（9）用于装夹沉积枪（6），固定和夹紧沉积枪（6），且能调节沉积枪（6）与水平面之间的夹角；所述控制器（21）内部包括三个步进电机驱动器，分别与1号步进电机（5）、2号步进电机（15）和3号步进电机（23）连接，并对其转速和转动模式进行控制；所述控制器（21）连接 CHB-200s型霍尔电流传感器（8），采集导线（7）上的电流；所述安装架（14）上分别设有所述三爪卡盘（11）、所述传动轴（12）、所述6204轴承（13）、所述固定筒（18）、所述3号步进电机（23）；所述三爪卡盘（11）通过传动轴（12）采用6204轴承（13）固定在固定筒（18）上；所述传动轴（12）的左端固定有所述三爪卡盘（11），所述传动轴（12）的右端带有固定皮带轮；所述3号步进电机（23）的输出轴上设有皮带轮（22）；所述传动轴（12）通过固定皮带轮与所述3号步进电机（23）上的皮带轮（22）之间采用三角皮带（19）传动；所述惰性气体气瓶（1）通过气管（3）与所述沉积枪（6）尾部接口连接；所述控制器（21）优先选用为STC89C52单片机作为处理器；CHB-200s型霍尔电流传感器连接于STC89C52单片机P3~P6引脚；智能电火花沉积堆焊修复电源连接于STC89C52单片机P21~P25引脚；

具体制备步骤如下：

S1：钢工件预处理，使用汽油、煤油等有机溶剂对钢工件内孔表面进行清洗；

S2：装备与工装，顺序步骤如S201~S205：

S201：将惰性气体气瓶（1）与所述沉积枪（6）采用气管（3）通过阀门（2）连接起来；所述惰性气体为氩气或者氮气，气体的流量控制在4±1 L/min；

S202：将钢工件（10）装夹在三爪卡盘上（11），旋紧三爪卡盘（11）；

S203：将电极（17）装夹到沉积枪头部，电极（17）材料为钨合金；

S204：将沉积枪（6）安装于沉积枪装夹台（9）上；

S205：将智能电火花沉积堆焊修复电源（24）的阳极、阴极，分别对应连接到沉积枪（6）、安装架（14）上；

S3：参数设置，具体为开启智能电火花沉积堆焊修复电源（24），设定沉积参数为：沉积功率为1500W、沉积电压为100V、频率700Hz；

S4：沉积枪（6）转态调整；具体为根据钢工件需沉积面，通过手动调整沉积枪夹台（9），使得沉积枪（6）头部电极（17）与钢工件需沉积面呈一定夹角；

S5：打开气瓶，开启控制器（21）；所述控制器（21）按如下流程工作：

S5001：控制3号步进电机（23）匀速转动；

S5002：控制1号步进电机（5）正向转动，使得沉积枪（6）与钢工件（10）表面接触，完成点沉积；

S5003：控制器（21）连接 CHB-200s型霍尔电流传感器（8），采集导线（7）上的电流，当瞬时电流大于35A时，控制1号步进电机（5）反向转动，使得沉积枪（6）与钢工件（10）表面分离；

S5004：控制器（21）检测到导线（7）上的电流小于35A时，控制1号步进电机（5）正向转动，使得沉积枪（6）与钢工件（10）表面接触，完成点沉积；不断重复S5002~S5004过程一定时间，完成由点沉积到一周的线沉积；

S5005：控制2号步进电机（15）转动一定角度；再重复S5002~S5004过程一定时间，完成由点沉积到一周的线沉积；

S5006：重复S5005步骤，完成钢工件该表面的沉积；

再重复S4~S5；完成钢工件其他表面的沉积；关闭步进电机、气瓶以及智能电火花沉积堆焊修复电源；取出钢工件；

S6：后处理，对沉积完的钢工件采用手工方法进行打磨，达到表面粗糙度Ra1.6以上。

2.如权利要求1所述的钢工件内孔表面钨合金涂层的制备方法，其特征在于：所述安装架（14）包括有顶板和底板两层，所述3号步进电机（23）设于所述底板上，所述固定筒（18）设于所述顶板上；工作台（20）内部为中空设计，所述控制器（21）安装、固定于工作台中空内腔；内部步进电机驱动器选用普菲德MA860H；所述智能电火花沉积堆焊修复电源（24）选用为产自上海锐巨机电设备有限公司、型号为ZY-12的智能电火花沉积堆焊修复设备；所述1号步进电机（5）、2号步进电机（15）、3号步进电机（23）均选用－亿星科技 86步进电机，型号：86BYG250H。