一种改善生铁铸件耐磨性的处理方法技术

本发明专利技术公开了一种改善生铁铸件耐磨性的处理方法，属于生铁铸件表面处理技术领域，包括如下步骤：（1）电晕处理；（2）喷覆处理；（3）激光冲击波处理；（4）深冷处理；（5）抛光清洗处理。本发明专利技术提供了一种改善生铁铸件耐磨性的处理方法，在没有重新熔融浇注的情况下，对生铁铸件进行表面处理，有效的提高了生铁铸件的洛氏硬度、冲击韧性以及耐磨损性能，方法简单，节省资源，且延长了生铁铸件的使用寿命。且延长了生铁铸件的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种改善生铁铸件耐磨性的处理方法


[0001]本专利技术属于生铁铸件表面处理
，具体涉及一种改善生铁铸件耐磨性的处理方法。

技术介绍

[0002]随着科技的进步和现代工业的发展，机械设备工作效率不断提高，零件受到摩擦作用被磨损消耗的速度也越来越快，因此零件的使用寿命成为影响工业设备生产效率的重要因素之一。磨损是造成机械设备零件失效的主要原因之一，尽管材料磨损很少引起灾难性的危害，但其所造成的能源和材料消耗却不可忽视，因为磨损不仅导致频繁地更换零件，降低生产率，而且会导致设备的整体使用寿命大幅降低，最重要的是，这将直接造成大量的材料和能源的浪费。据统计，全球大部分工业发达国家其能源约有30%以不同形式消耗在磨损上，大约有80%的损坏零件是由各种形式的磨损引起，其中磨料磨损占整个磨损量的50%。据不完全统计，在美国，每年由于磨损和腐蚀而造成的经济损失高达1000亿美元，而我国每年由于磨损造成的经济损失也达400亿美元。因此磨损消耗问题引起人们的广泛重视，磨料磨损的研究以及耐磨材料的开发应用对国民经济发展具有十分重要的意义。磨损是指物体发生相对运动时，相对运动表面的物质不断损失或产生残余变形的过程。磨损是一个十分复杂的过程，磨损工况中各种因素都会影响材料的耐磨性，例如，磨料的硬度及粒度大小、工况的干湿状态、湿态工况中的酸碱性及浓度，工况中的零件所承受载荷等等。因此要获得良好的耐磨性，必须先对磨损工况进行了解，并掌握磨损特性及其主要机制。磨损按磨损机理可分为以下几种类型：(1) 磨料磨损、(2) 粘着磨损；(3) 腐蚀磨损；(4) 疲劳磨损；(5) 其他磨损。由此可见，提高生铁铸件的耐磨损性能能够避免大量的经济损失。
[0003]为了提高生铁铸件的耐磨损性能，近些年有很多研究报道，如申请号为：CN201811200545.1公开了一种提高生铁铸件耐磨损性能的方法，步骤如下：1）生铁加热熔融成铁水，经处理后进行浇铸得到铸件；2）铸件降温后随着热氮气向铸件表面喷入耐磨添加剂，再用热氮气向铸件表面喷入预处理铁水，将铸件降温后保温处理，最后经淬火、回火处理得到半成品铸件；3）耐磨添加剂加入到预处理铁水中制得改性耐磨铁水；4）半成品铸件升温后随着热氮气向铸件表面喷入耐磨添加剂，再用热氮气向铸件表面喷入改性耐磨铁水，将铸件降温后保温处理，最后将铸件经淬火、回火处理，自然冷却至室温即可。本专利技术在生铁铸件表面喷涂多道耐磨屏障，在不改变生铁铸件内部结构的情况下，提高生铁铸件的耐磨损性能，提高其实用性，具有广泛的应用前景。虽然该专利技术对生铁铸件的耐磨损性能有所提高，但是该方法需要将生铁熔融再浇注成型，需要耗费大量的人力物力，并且改善效果不是很显著。

技术实现思路

[0004]针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种改善生铁铸件耐磨性的处理方法，在没有重新熔融浇注的情况下，对生铁铸件进行表面处理，有效的提高了生铁铸件
的洛氏硬度、冲击韧性以及耐磨损性能，方法简单，节省资源，且延长了生铁铸件的使用寿命。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：一种改善生铁铸件耐磨性的处理方法，包括如下步骤：（1）电晕处理：将生铁铸件置于电晕放电仪中进行电晕处理，处理40~50s后取出备用；（2）喷覆处理：将处理剂均匀的喷覆到步骤（1）中电晕处理后的生铁铸件的表面，完成后自然晾干备用；（3）激光冲击波处理：选用美国3M公司的铝箔作为保护层单层包裹步骤（2）中喷覆处理后的生铁铸件，以水为约束层，将铝箔包裹的生铁铸件置于Nd:YAG激光器内进行激光冲击处理，完成后取出备用；（4）深冷处理：将步骤（3）中激光冲击波处理后的生铁铸件置于液氮罐内进行深冷处理，处理3~5min后，取出备用；（5）抛光清洗处理：将步骤（4）中深冷处理后的生铁铸件进行超声抛光处理，然后置于纯水中清洗3~4次，烘干即可。
[0006]进一步地，步骤（1）中所述的电晕处理的电压为20~30kV。
[0007]进一步地，步骤（2）中所述的处理剂中各成分及对应重量百分比为：环氧树脂20~30%、微晶纤维素3~5%、羧甲基纤维素钠1~3%、乳酸钠0.7~0.9%、富里酸2~2.8%、磷脂0.7~0.9%、吐温60 5~6%，余量为去离子水。
[0008]进一步地，步骤（2）中所述的处理剂的喷覆厚度为30~50μm。
[0009]进一步地，步骤（3）中所述的铝箔纸的厚度为0.1~0.2mm，约束层的厚度为2~3mm。
[0010]进一步地，步骤（3）中所述激光冲击处理时激光器的波长为2~3μm，脉冲宽度为30~40ns，激光冲击功率密度为6~7GW/cm2，能量为20~30J。
[0011]进一步地，步骤（5）中所述的超声抛光处理时超声波的频率为60~80kHz。
[0012]本专利技术针对现今生铁铸件存在的问题，将生铁铸件置于电晕放电仪内进行电晕处理，进行表面活化，然后将处理剂均匀的喷覆到生铁铸件的表面，处理剂粘附沉着在生铁铸件的表面，此时进行激光冲击波处理，通过调节处理的参数，激光冲击波穿过约束层辐射到保护层上，处理剂作为吸收层在极短的时内充分吸收激光冲击波强化脉冲能量并汽化电离，形成高温高等离子体并迅速向外喷射，但由于约束层的存在，等离子体膨胀受到约束限制，导致等离离子体内部压力快速上升，在材料表面产生高达GPa的冲击载荷，在极短的时间内产生强冲击波向生铁铸件内部传播，冲击波力超过生铁铸件的动态屈服强度时，生铁铸件就会产生屈服和塑性变形，与此时在塑性变形区内诱导出高幅值的残余应力，起到改善生铁铸件性能的效果，然后将其进行深冷处理，液氮处理的过程中会增加生铁铸件组织中残留奥氏体向马氏体转变的过冷度，增加相变驱动力，这使得组织中的残留奥氏体会进一步转变成马氏体，同时由于液氮冷冻的速度很快，更加有助于马氏体的相变，当生铁铸件
经过微波活化后立马置于液氮中，高温之后进行快速冷冻，导致生铁铸件内外存在很大的温差，这会使生铁铸件内部产生极大的内应力，从而诱发新的马氏体相变，这将导致生铁铸件硬度提高，从而提高耐磨性，最后进行超声抛光，提高表面光泽度，进一步提升生铁铸件的品质。
[0013]本专利技术相比现有技术具有以下优点：本专利技术提供了一种改善生铁铸件耐磨性的处理方法，在没有重新熔融浇注的情况下，对生铁铸件进行表面处理，有效的提高了生铁铸件的洛氏硬度、冲击韧性以及耐磨损性能，方法简单，节省资源，且延长了生铁铸件的使用寿命。
具体实施方式
[0014]一种改善生铁铸件耐磨性的处理方法，包括如下步骤：（1）电晕处理：将生铁铸件置于电晕放电仪中进行电晕处理，20~30kV处理40~50s后取出备用；（2）喷覆处理：将处理剂均匀的喷覆到步骤（1）中电晕处理后的生铁铸件的表面，完成后自然晾干备用；其中处理剂中各成分及对应重量百分比为：环氧树脂20~30%、微晶纤维素3~5%、羧甲基纤维素钠1~3%、乳酸钠0.7~0.9%、富里酸2~2.8%、磷脂0.7~0.9%、吐温60 5~6%，余量为去离子水；处理剂的喷覆厚度为3本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种改善生铁铸件耐磨性的处理方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）电晕处理：将生铁铸件置于电晕放电仪中进行电晕处理，处理40~50s后取出备用；（2）喷覆处理：将处理剂均匀的喷覆到步骤（1）中电晕处理后的生铁铸件的表面，完成后自然晾干备用；（3）激光冲击波处理：选用美国3M公司的铝箔作为保护层单层包裹步骤（2）中喷覆处理后的生铁铸件，以水为约束层，将铝箔包裹的生铁铸件置于Nd:YAG激光器内进行激光冲击处理，完成后取出备用；（4）深冷处理：将步骤（3）中激光冲击波处理后的生铁铸件置于液氮罐内进行深冷处理，处理3~5min后，取出备用；（5）抛光清洗处理：将步骤（4）中深冷处理后的生铁铸件进行超声抛光处理，然后置于纯水中清洗3~4次，烘干即可。2.根据权利要求1所述一种改善生铁铸件耐磨性的处理方法，其特征在于，步骤（1）中所述的电晕处理的电压为20~30kV。3.根据权利要求1所述一种改善生铁铸件耐磨性的处理方法，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐正平，徐正东，
申请(专利权)人：安徽省含山县威建铸造厂普通合伙，
类型：发明
国别省市：