具有激光熔覆层的合金钢表面处理方法技术

本发明专利技术涉及具有激光熔覆层的合金钢表面处理方法，本发明专利技术的操作步骤分为镀槽溶液配置、待镀产品表面抛光、镀前手工除油、待镀表面清洗、电镀过程和镀后处理。本发明专利技术方法合理可行，设计巧妙，减少激光熔覆表面因为成份偏析造成的微观裂纹和细小气孔，延缓激光熔覆层出现锈蚀和斑点的时间，提高金属表面熔覆层寿命,适应恶劣的井下工况环境，解决现有单纯激光熔覆表面熔覆结合过程中的成份不均匀的局限性，也会造成裂纹、气孔的产生，并且激光熔覆表面的粗糙度和亮度也不会达到很好的状态，在模拟氯化物超标状态下的盐雾试验结果显示，此类表面熔覆层出现了不同程度的锈蚀和斑点等技术问题，对现有技术来说，具有很好的市场前景和发展空间。景和发展空间。景和发展空间。

【技术实现步骤摘要】
具有激光熔覆层的合金钢表面处理方法


[0001]本专利技术涉及液压支架合金钢表面处理方法
，具体涉及具有激光熔覆层的合金钢表面处理方法。

技术介绍

[0002]随着煤矿开采技术的不断发展和升级，也对液压支架立柱和千斤顶表面防腐技术能够适应比较恶劣的工况地质条件（如氯化物含量超标8~10倍），提出了更高的要求，减少因立柱和千斤顶表面腐蚀造成的质量问题，提高液压支架整体运转的可靠性。立柱和千斤顶基体材料多为合金结构钢（如27SiMn），截止目前最好的表面处理方法为激光熔覆技术，通过在基材表面添加熔覆材料（铁基合金），并利用高能密度的激光束使之与基材表面薄层一起熔凝，并且在基层表面形成冶金结合的添料熔覆层。本来涂层金属应该和基材金属两者理想结合后在界面上形成致密的、低稀释度的、较窄的交互扩散带，可是由于单纯激光熔覆表面熔覆结合过程中的成份不均匀的局限性，也会造成裂纹、气孔的产生，并且激光熔覆表面的粗糙度和亮度也不会达到很好的状态。在模拟氯化物超标状态下的盐雾试验结果显示，此类表面熔覆层出现了不同程度的锈蚀和斑点。
[0003]如何设计一种方法合理可行，设计巧妙，减少激光熔覆表面因为成份偏析造成的微观裂纹和细小气孔，延缓激光熔覆层出现锈蚀和斑点的时间，提高金属表面熔覆层寿命, 适应恶劣的井下工况环境的具有激光熔覆层的合金钢表面处理方法是目前需要解决的问题。

技术实现思路

[0004]为了解决现有单纯激光熔覆表面熔覆结合过程中的成份不均匀的局限性，也会造成裂纹、气孔的产生，并且激光熔覆表面的粗糙度和亮度也不会达到很好的状态，在模拟氯化物超标状态下的盐雾试验结果显示，此类表面熔覆层出现了不同程度的锈蚀和斑点等技术问题，本专利技术提供具有激光熔覆层的合金钢表面处理方法，来实现方法合理可行，设计巧妙，减少激光熔覆表面因为成份偏析造成的微观裂纹和细小气孔，延缓激光熔覆层出现锈蚀和斑点的时间，提高金属表面熔覆层寿命, 适应恶劣的井下工况环境的目的。
[0005]本专利技术为解决上述技术问题所采用的技术方案是：具有激光熔覆层的合金钢表面处理方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一，配置镀槽溶液，选取合适容积的镀槽，首先向镀槽中加入去离子水并进行加热，将铬酐缓慢倒入槽中并搅拌溶解；然后取样化学分析后确定铬酐浓度符合要求，再添加纯硫酸；接着添加镀硬铬添加剂，接着再次添加去离子水稀释槽液至镀槽的总体积，充分搅拌；使用电解设备对槽内电解液进行成份化验，确保溶液成份含量符合要求；将镀槽溶液进行加热至合适温度，镀槽溶液配置完成；步骤二，待镀产品表面抛光，使用涂附磨具对待镀产品表面进行逐层抛光；步骤三，镀前除油，利用手工除油剂，使用棉纱擦拭试件表面，去除表面和尖孔处油脂；
步骤四，待镀表面清洗，使用吊具将试件挂起，用纯水对表面进行清洗，反复清洗多次；步骤五，试件电镀，选取换向高频开关电源，调节合适输出电压、稳流精度和稳压精度，电镀试件在步骤四结束后马上投入到电镀槽施镀，镀槽同时加电，试件入槽后阶梯送电进行电镀；步骤六，镀后处理，对电镀后试件进行多级逆流漂洗水洗；步骤七，对施镀清洗后的试件进行耐腐蚀性试验，耐腐蚀性试验1000小时以上均未出现锈蚀和麻点，电镀试件合格。
[0006]所述步骤一中选用的镀槽容积为7000L，首次加入去离子水后加热温度为50～60℃，再次添加去离子水后加热温度为60
±
5℃。
[0007]所述步骤一中选用的铬酐重量为1600～1800Kg，纯硫酸的重量为20～30Kg，槽内电解液各组分的密度为：铬酐250
±
5g/L，硫酸 4
±
0.5g/L，三价铬3.5
±
0.5g/L。
[0008]所述步骤二中使用的涂附磨具为400#千叶轮，分两次逐层抛光，粗糙度≤0.4μm。
[0009]所述步骤三中手工除油剂的成分为硅酸钠和脂肪酸甲酯乙氧基化物磺酸盐。
[0010]所述步骤四中用40℃纯水对表面进行清洗，反复清洗2～3次，每次持续时间2～3min。
[0011]所述步骤五试件入槽后阶梯送电，电源的输出电压三相电压380V
±
15 V，稳流精度≤1%，稳压精度≤1%，采取正向电流给电：第一次给电电流10A，维持约5min；第二次给电电流30A，维持施加10min；第三次给电电流100 A，维持135min，槽温控制在60
±
4℃之间。
[0012]所述步骤六中镀后多级逆流漂洗水洗的要求：第1级水洗将零件表面的大部分镀液冲洗干净；第2级水洗将第1次水洗过程中的喷淋水冲洗沟槽部位的含铬水冲洗干净；第3级水洗将零件表面、沟槽、挂具等部位彻底冲洗干净。
[0013]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术的操作步骤分为镀槽溶液配置、待镀产品表面抛光、镀前手工除油、待镀表面清洗、电镀过程和镀后处理，特别提出了激光熔覆表面增加铬层的表面处理方式，确保激光熔覆表面气孔的有效封闭，增长表面处理复合层的寿命，适应更加恶劣的井下工况环境；本专利技术工艺中，取消反向电流预镀工序，有利于激光熔覆表面的有效熔合；使用阶梯送电的方法将电流由零缓慢升至正常电流进行镀层结合，增强结合力；最终实现激光熔覆表面进行电镀工艺处理，减少因激光熔覆本身特点而造成的微观裂纹和气孔的问题，利用镀铬层的防腐效果结合激光熔覆与基体材质熔合性好的特点不仅延长金属熔覆层使用寿命，而且达到最好的光洁度和表面硬度。
附图说明
[0014]图1是本专利技术激光熔覆层表面处理示意图；图2是激光熔覆层宏观金相示意图；图3是单一的激光熔覆层进行盐雾试验状态示意图；图4是激光熔覆层表面进行镀硬铬处理后的盐雾试验示意图；图中标记：1、电镀金属层，2、激光熔覆层，3、合金钢基体。
具体实施方式
[0015]下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步详细的说明。
[0016]实施例一，具有激光熔覆层的合金钢表面处理方法，包括以下步骤：步骤一，配置镀槽溶液，选取合适容积的镀槽，首先向镀槽中加入去离子水并进行加热，将铬酐缓慢倒入槽中并搅拌溶解；然后取样化学分析后确定铬酐浓度符合要求，再添加纯硫酸；接着添加镀硬铬添加剂，接着再次添加去离子水稀释槽液至镀槽的总体积，充分搅拌；使用电解设备对槽内电解液进行成份化验，确保溶液成份含量符合要求；将镀槽溶液进行加热至合适温度，镀槽溶液配置完成；步骤二，待镀产品表面抛光，使用涂附磨具对待镀产品表面进行逐层抛光；步骤三，镀前除油，利用手工除油剂，使用棉纱擦拭试件表面，去除表面和尖孔处油脂；步骤四，待镀表面清洗，使用吊具将试件挂起，用纯水对表面进行清洗，反复清洗多次；步骤五，试件电镀，选取换向高频开关电源，调节合适输出电压、稳流精度和稳压精度，电镀试件在步骤四结束后马上投入到电镀槽施镀，镀槽同时加电，试件入槽后阶梯送电进行电镀；步骤六，镀后处理，对电镀后试件进行多级逆流漂洗水洗；步骤七，对施镀清洗后的试件进行耐腐蚀性试验，耐腐蚀性试验1000小时以上均未出现锈蚀和麻点，电镀试件合本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.具有激光熔覆层的合金钢表面处理方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一，配置镀槽溶液，选取合适容积的镀槽，首先向镀槽中加入去离子水并进行加热，将铬酐缓慢倒入槽中并搅拌溶解；然后取样化学分析后确定铬酐浓度符合要求，再添加纯硫酸；接着添加镀硬铬添加剂，接着再次添加去离子水稀释槽液至镀槽的总体积，充分搅拌；使用电解设备对槽内电解液进行成份化验，确保溶液成份含量符合要求；将镀槽溶液进行加热至合适温度，镀槽溶液配置完成；步骤二，待镀产品表面抛光，使用涂附磨具对待镀产品表面进行逐层抛光；步骤三，镀前除油，利用手工除油剂，使用棉纱擦拭试件表面，去除表面和尖孔处油脂；步骤四，待镀表面清洗，使用吊具将试件挂起，用纯水对表面进行清洗，反复清洗多次；步骤五，试件电镀，选取换向高频开关电源，调节合适输出电压、稳流精度和稳压精度，电镀试件在步骤四结束后马上投入到电镀槽施镀，镀槽同时加电，试件入槽后阶梯送电进行电镀；步骤六，镀后处理，对电镀后试件进行多级逆流漂洗水洗；步骤七，对施镀清洗后的试件进行耐腐蚀性试验，耐腐蚀性试验1000小时以上均未出现锈蚀和麻点，电镀试件合格。2.如权利要求1所述的具有激光熔覆层的合金钢表面处理方法，其特征在于：所述步骤一中选用的镀槽容积为7000L，首次加入去离子水后加热温度为50～60℃，再次添加去离子水后加热温度为60
±
5℃。3.如权利要求1所述的具有激光熔覆层的合金钢表面处理方法，其特征在于：所述步骤一中选用的铬酐重量为1600～1800Kg，纯硫酸的重量为2...

【专利技术属性】
技术研发人员：周玉亮，荣帅军，王丹萍，孙晓华，周虎成，
申请(专利权)人：平顶山平煤机煤矿机械装备有限公司，
类型：发明
国别省市：