[发明专利]一种自润滑耐磨柱塞表面及制备方法

摘要

本发明提供一种自润滑耐磨柱塞表面及制备方法。该方法是将合金粉末熔覆在柱塞表面形成一层合金覆层；所述的合金覆层厚度0.3mm～2.5mm，硬度为45HRC～65HRC，表面粗糙度Ra 0.1～0.6µm。所述的合金粉末的化学成分的质量百分比为碳0.2%～7.5%、铬13%～18%、镍2%～14%、锰1%～2%、钼1%～5%、硼1.5%～2.5%、硅0.5%～1.5%、稀土氧化物2%～5%、碳化钨5%～45%，其余为铁。本发明通过采用激光熔覆工艺在基材碳钢表面熔覆一层合金粉末后通过车削进行粗加工，然后利用超声波压光工艺进行表面精加工获得具有自润滑抗磨损和抗腐蚀性能的柱塞表面。这种柱塞表面具有高硬度抗磨损性能、良好的抗腐蚀性能、自润滑性能以及制造工艺对环境无污染的特性。

主权项

一种自润滑耐磨柱塞表面，其特征在于：将合金粉末熔覆在柱塞表面形成一层合金覆层；所述的合金粉末的原料组成是：质量百分比为石墨粉2%、铬粉15%、镍粉6%、锰粉1.2%、钼粉2.5%、硼粉1.8%、硅粉1%、稀土氧化物粉4%、碳化钨粉15%，镍包石墨粉8%，其余为铁粉；其表面制备方法是:步骤1：喷砂；将碳钢柱塞毛坯表面进行喷砂处理，除去表面氧化物，同时获得合适的粗糙度；步骤2：激光熔覆；利用激光熔覆制备柱塞表面覆层；激光熔覆工艺为：激光功率3500W，光斑尺寸3mm×12mm，扫描速度500mm/min，送粉速度7g/min，熔覆厚度约为1.2mm；所用合金粉末组成质量百分比为石墨粉2%、铬粉15%、镍粉6%、锰粉1.2%、钼粉2.5%、硼粉1.8%、硅粉1%、稀土氧化物粉4%、碳化钨粉15%，镍包石墨粉8%，其余为铁粉；步骤3：车削；将激光熔覆合金层进行粗车、精车，车削后合金覆层厚度大于0.8mm，表面粗糙度Ra 3.2µm；步骤4：超声波表面压光；超声波表面压光工艺尺寸余量为0.02mm，超声波功率1.2kW，频率30kHz；以上方法制备的柱塞表面覆层厚度大于0.8mm、柱塞表面粗糙度Ra 0.25µm，硬度HRC58；所述的合金粉末的制备方法是：（1）按以下质量百分比称取原料：质量百分比为石墨粉2%、铬粉15%、镍粉6%、锰粉1.2%、钼粉2.5%、硼粉1.8%、硅粉1%、稀土氧化物粉4%、碳化钨粉15%，镍包石墨粉8%，其余为铁粉；上述粉末原料中铁粉、铬粉、镍粉、锰粉、钼粉、硼粉和硅粉粒度不大于74µm，纯度不低于99%；石墨粉粒度不大于44µm，纯度不低于99%；稀土氧化物粉和镍包石墨粉粒度不低于38µm；碳化钨粉粒度不大于500nm；（2）将上述配方量的原料混合后在高能球磨机上进行球磨；其球磨工艺为：球为GCr15材质，粒径为10mm，球料重量比为1:1至1:2，转速450转/分，球磨时间为2小时至6小时；即得本发明的合金粉末。