旋转件热喷涂方法技术

旋转件热喷涂方法，包括如下步骤：　　　　ａ）基体表面预压，对基体表面施加一定的预压应力；　　　　ｂ）基体表面清洗，去油等；　　　　ｃ）基体表面拉毛粗化处理，使基体表面形成多个微小突起；　　　　ｄ）打底层，在基体表面喷涂材料；　　　　ｅ）在底层上再喷涂材料形成工作层；　　　　ｆ）涂层，高速电弧或高速火焰喷涂。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及表面处理
，特别涉及对旋转件热喷涂的喷涂工艺。
技术介绍
热喷涂技术作为表面技术的一个重要组成部分，具有其特有的优越性，越来越受重视。涂层的结合强度、耐磨性和耐蚀性等，但是对有些旋转弯曲的零部件除了上述的性能要求外，其疲劳性能也是必须考虑的。也就是热喷涂涂层对基体的疲劳强度的影响如何以及如何改善其影响。现有的基本是前处理采用喷砂处理，结合去油等清洗，然后进行喷涂。由于采用喷砂前处理，涂层与基体的结合界面为粗糙表面，也是应力集中的地方，造成疲劳裂纹源的快速形成与生长，从而使涂层基体的疲劳强度明显下降。此外，涂层与基体的结合处存在一定的残余应力，预应力一般为拉应力状态，这是由于热喷涂过程中涂层与基体材料的热膨胀系数不一样以及组织应力造成的。残余拉应力的存在也加速了疲劳裂纹的扩展，造成了涂层基体的疲劳强度快速下降。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种，涂层后可提高旋转件表面硬度；涂层后不影响基体的疲劳强度。为达到上述目的，本专利技术的技术解决方案是，包括如下步骤a)基体表面预压，对基体表面施加一定的预压应力，在基体次表面层形成压应力层，阻止疲劳裂纹源的形成与扩展；b)基体表面清洗，去油等；c)基体表面拉毛处理，使基体表面形成多个微小突起；d)打底层，在基体表面喷涂材料； e)在底层上再喷涂喷涂材料形成工作层，以提高工件耐磨性及抗腐蚀性；f)涂层，采用高速电弧或高速火焰喷涂涂层。其中，所述的步骤a基体表面预压采用辊挤压方式，使基体表面及次表面层产生一定厚度的压应力层，有利于提高基体的疲劳强度；所述的步骤c基体表面拉毛处理采用电火花方式处理，在基体表面形成凸点，提高基体表面粗糙度及涂层与基体的结合强度，此外改变了疲劳应力扩展途征，从而改善了涂层基体的疲劳强度。所述的步骤d的喷涂材料为NiAl、NiCr或FeCrAl，喷涂NiAl等合金有利于提高涂层与基体的结合强度，降低了涂层与基体结合处残余应力。所述的步骤e的喷涂材料Mo、3Cr13、2Cr13。本专利技术的有益效果本专利技术的实施，使热喷涂涂层基体的疲劳强度不降反升，特别适用于需要考虑疲劳强度的零部件。具体实施例方式实施例参见表1、表2。涂层的机械性能结果见表3、表4、表5，在喷砂(对比例1、2)的情况下，热喷涂涂层的涂层基体的疲劳强度(215MPa)明显低于基体本身的疲劳强度(317MPa)，其原因在于，从材料力学观点看，疲劳强度的过程可以分为三个阶段即疲劳裂纹的形成、疲劳裂纹的扩大及瞬时断裂。从疲劳试样断口分析可以看出涂层基体的疲劳裂纹源形成于涂层与基体的结合界面而并非于试样表面(即涂层表面)。由于采用喷砂前处理，涂层与基体的结合界面为粗糙表面，也是应力集中的地方，造成疲劳裂纹源的快速形成与生长，从而使涂层基体的的疲劳强度明显下降。此外，涂层与基体的结合处存在一定的残余应力，预应力一般为拉应力状态，这是由于热喷涂过程中涂层与基体材料的热膨胀系数不一样以及组织应力造成的。残余拉应力的存在也加速了疲劳裂纹的扩展，造成了涂层基体的疲劳强度快速下降。实施例1试样的疲劳强度(307.5MPa)明显高于对比例1试样的疲劳强度(215MPa)，说明通过电火花拉毛处理明显好于喷砂粗化处理。从材料力学及应力分布情况看，由于电火花拉毛处理后，在原基体上形成很多的凸点，不象喷砂在原基体上形成很多的凹点，改变了应力扩展方向，从而改善了涂层基体的疲劳强度。表1 表2 表3 表4 表5 权利要求1.，包括如下步骤a)基体表面预压，对基体表面施加一定的预压应力；b)基体表面清洗，去油等；c)基体表面拉毛粗化处理，使基体表面形成多个微小突起；d)打底层，在基体表面喷涂材料；e)在底层上再喷涂材料形成工作层；f)涂层，高速电弧或高速火焰喷涂。2.如权利要求1所述的，其特征是，所述的步骤a基体表面预压采用辊挤压方式。3.如权利要求1所述的，其特征是，所述的步骤c基体表面拉毛处理采用电火花方式处理。4.如权利要求1所述的，其特征是，所述的步骤d的喷涂材料为NiAl、NiCr或FeCrAl。5.如权利要求1所述的，其特征是，所述的步骤e的喷涂材料为Mo、3Cr13或2Cr13。全文摘要，包括如下步骤a.基体表面预压，对基体表面施加一定的预压应力；b.表面清洗，去油等；c.基体表面拉毛处理，使基体表面形成多个微小突起；d.打底层，在基体表面喷涂NiAl、NiCr或FeCrAl等材料；e.在底层上再喷涂喷涂Mo、3Cr13或2Cr13等材料形成工作层；f.高速电弧喷涂涂层。其中，所述的步骤a基体表面预压采用辊挤压方式；所述的步骤c基体表面拉毛处理采用电火花方式处理。本专利技术实施使热喷涂涂层基体的疲劳强度不降反升，特别适用于需要考虑疲劳强度的零部件。文档编号B05D1/36GK1623678SQ20031010912公开日2005年6月8日 申请日期2003年12月5日 优先权日2003年12月5日专利技术者胡勇, 唐宇翚, 汪锡林, 马凤友, 孙健 申请人:上海钢铁工艺技术研究所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：胡勇，唐宇翚，汪锡林，马凤友，孙健，
申请(专利权)人：上海钢铁工艺技术研究所，
类型：发明
国别省市：