[发明专利]一种低碳钢表面致密耐磨涂层的制备方法

说明书

本发明公开了一种低碳钢表面致密耐磨涂层的制备方法，包括：将Si、W、Ti、Al、Cr、Ni、La和Fe元素粉末按预设配比称重；将称重后粉末在球磨机中球磨混合，混合均匀后进行烘干，得到填充粉末；将填充粉末放置于U形钢带槽中；将放置有填充粉末的U形钢带槽的开口端闭合，采用拔丝机将闭合后的U形钢带槽进行拉丝，得到预设直径的粉芯丝材；将待涂低碳钢表面的污锈去除，得到去污待涂低碳钢；采用超音速电弧喷涂设备将粉芯丝材喷涂在去污待涂低碳钢的表面形成涂层；采用非熔化极钨极氩弧机将涂层进行重熔，得到致密耐磨涂层。采用本发明的上述制备方法得到的致密耐磨涂层致密性好。

技术领域

本发明涉及金属表面镀膜技术领域，特别是涉及一种低碳钢表面致密耐磨涂层的制备方法。

背景技术

磨损与腐蚀是金属材料失效的主要形式，尤其是工况使用条件下的机器零件，如各种发动机的齿轮、缸套、曲轴的破坏都发生在零件的表面，其表面的耐磨、耐腐蚀、耐高温氧化的性能是决定机器使用寿命长短的重要因素。因此，采用先进的表面强化技术，在普通材料表面制备出所需的耐磨涂层则是一种防止金属材料表面磨损的有效方法，该方法在显著提高零件的服役寿命的同时，还可以节约材料和能源。

热喷涂技术是目前常见的表面修复与防护技术之一，其具有生产效率高、操作简单、经济效益好、材料利用率高等优点。热喷涂技术包括很多种类，其中超音速电弧喷涂是热喷涂的典型技术之一，虽然超音速喷涂涂层可以获得较高的耐磨能力。但是在喷涂涂层中存在孔隙、裂纹、涂层厚度小，与基体结合差等缺陷，导致喷涂涂层致密性差，在苛刻环境中(如高应力、高温和循环疲劳下会)可能会产生开裂或剥落，限制了其应用范围。

发明内容

本发明的目的是提供一种低碳钢表面致密耐磨涂层的制备方法，以解决现有技术中超音速喷涂制备耐磨涂层的致密性差的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种低碳钢表面致密耐磨涂层的制备方法，包括：

将Si、W、Ti、Al、Cr、Ni、La和Fe元素粉末按预设配比称重；所述预设配比为：所述Si为8.5～10.5wt.％，所述W为6.5～8.5wt.％，所述Ti为4.5～7.5wt.％，所述Al为2.5～4.5wt.％，所述Cr为12～20wt.％，所述Ni为5.5～10.5wt.％，所述La为1～2％wt.％，余量为所述Fe；

将称重后粉末在球磨机中球磨混合，混合均匀后进行烘干，得到填充粉末；

将所述填充粉末放置于U形钢带槽中；所述U形钢带槽是由冷轧带钢制作；

将放置有填充粉末的U形钢带槽的开口端闭合，采用拔丝机将闭合后的U形钢带槽进行拉丝，得到预设直径的粉芯丝材；

将待涂低碳钢表面的污锈去除，得到去污待涂低碳钢；

采用超音速电弧喷涂设备将所述粉芯丝材喷涂在所述去污待涂低碳钢的表面形成涂层；

采用非熔化极钨极氩弧机将所述涂层进行重熔，得到致密耐磨涂层。

可选的，所述球磨混合的时间为4～6h，所述烘干的温度为120～150℃，所述烘干的时间为1～2h。

可选的，所述球磨机为行星式球磨机。

可选的，所述填充粉末与所述U形钢带槽的重量比为(0.4～0.6)：1。

可选的，所述拔丝机的拉丝速度为160～220mm/s，所述粉芯丝材的预设直径为2mm。

可选的，所述将待涂低碳钢表面的污锈去除，得到去污待涂低碳钢，具体包括：

采用14～25目的棕刚玉在0.7MPa的气压下进行喷砂以去除待涂低碳钢表面的污锈，得到去污待涂低碳钢。