[发明专利]一种钢工件内孔表面钨合金涂层的制备方法

说明书

本发明涉及一种钢工件内孔表面钨合金涂层的制备方法，其包括（1）钢工件的预处理；（2）装备与工装；（3）沉积涂层及其参数设定；（4）后处理。该制备方法实现了采用电火花沉积技术在钢工件内孔表面，尤其是在钢工件异型内孔表面，可靠地制备了高度均匀的钨合金等功能性防护涂层，其制备过程采用的沉积装置设计合理，使得整个制备过程自动化程度高。其采用的沉积装置将工件可靠装夹后，用控制器控制三个步进电机可控旋转和协调工作，实现了钢工件内孔表面涂层的自动沉积。

本申请是针对申请号为201910159093.5、发明名称为“一种钢工件异型内孔表面涂层的沉积装置及其使用方法”的分案申请。

技术领域

本发明涉及功能性防护涂层的制备，尤其涉及一种钢工件内孔表面钨合金涂层的制备方法。

背景技术

钨合金等功能性防护涂层，可赋予工件基体材料耐磨损、抗高温烧蚀等独特的机械、物理和化学性能，提高工件在极端工况下工作的可靠性，以满足现代工业和国防军工对新型高性能材料的要求。目前，在钢工件表面制备钨合金防护涂层时，可采用电火花沉积技术。电火花沉积技术是利用脉冲电路的充放电原理，采用导电材料作为工作电极（阳极），在空气或特殊的气体中使之与被强化的金属工件（阴极）表面微小区域产生火花放电，在10^－5～10^－6s时间内电极与工件接触部位瞬间达到8000～25000℃的高温，在火花放电能量和电场作用下，将电极材料转移至工件表面而结合形成一层优质防护涂层的强化方法。但该技术在应用中大多是在工件上平面或者外圆表面的沉积，针对在钢工件上内孔，尤其是喷管类异型内孔，表面进行电火花沉积钨合金涂层的情形，未见有相关报道。究其原因，一方面是目前没有可适用于在钢工件内孔表面进行电火花沉积钨合金涂层的工装，也没有可推广适用的制备方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钢工件内孔表面钨合金涂层的制备方法，该制备方法能实现在钢工件异型内孔表面制备得到高度均匀的钨合金防护涂层，且自动化程度高。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

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8连接于STC89C52单片机P3~P6引脚；智能电火花沉积堆焊修复电源24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：