一种制造技术

本发明专利技术公开了一种

【技术实现步骤摘要】
一种60Si2Mn钢表面高耐磨熔敷层及其等离子熔覆制备方法


[0001]本专利技术涉及耐磨涂层
，具体涉及一种
60Si2Mn
钢表面高耐磨熔敷层及其等离子熔覆制备方法
。

技术介绍

[0002]60Si2Mn
弹簧钢为应用广泛的硅锰弹簧钢，其强度
、
弹性和淬透性较
55Si2Mn
稍高
。60Si2Mn
弹簧钢在工业上用于制作承受较大负荷的扁形弹簧或线径在
30mm
以下的螺旋弹簧，也适于制作工作温度在
250℃
以下非腐蚀介质中的耐热弹簧以及承受交变负荷及在高应力下工作的大型重要卷制弹簧以及汽车减震系统等，如汽车
、
机车
、
拖拉机的板簧
、
螺旋弹簧，汽缸安全阀簧及一些在高应力下工作的重要弹簧
、
磨损严重的弹簧
。
[0003]60Si2Mn
弹簧钢的化学成分如表1所示，其力学性能为：抗拉强度
σ
b(MPa)≥1274(130)
，屈服强度
σ
s(MPa)≥1176(120)
，伸长率
δ
10(
％
)≥5
，断面收缩率
ψ
(
％
)≥25。
[0004]表
160Si2Mn
弹簧钢的化学成分
(wt.
％
)
[0005]成分
CSiMnPSCrNiCu
最小值
0.56
％
1.5
％
0.7
％
‑‑‑‑‑
最大值
0.64
％2％1％
0.035
％
0.035
％
0.35
％
0.35
％
0.25
％
[0006]弹性材料在各类水泥
、
炼钢等工矿企业中具有重要应用，长时间运行条件下，依然会出现较严重的磨粒磨损等问题，不仅降低了作业效率，能耗增加
、
作业质量下降，同时也增加了成本，因此，本专利技术通过研发在
60Si2Mn
钢表面制备涂层，以提高
60Si2Mn
钢表面的耐磨性
、
延长其使用寿命
。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于提供一种
60Si2Mn
钢表面高耐磨熔敷层及其等离子熔覆制备方法，本专利技术制备的熔敷层显微硬度高，耐磨性好，
[0008]为实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案如下：
[0009]一种
60Si2Mn
钢表面高耐磨熔敷层，其制备于
60Si2Mn
钢基体表面，熔敷层制备原料是由
NbC
粉末和
Ni60
粉末组成的混合粉末，原料中
NbC
粉末含量为
2.5
‑
12.5wt.
％
。
[0010]该高耐磨熔敷层的摩擦系数低于
0.43
，磨损量小于
16mg
，显微硬度大于
470HV。
[0011]该高耐磨熔敷层组织均匀致密，包括
CrCoNb
相
、Fe
0.64
Ni
0.36
相
、AlNi3相和单质
C
，
AlNi3硬质相能够提高熔敷层的显微硬度及耐磨性，
CrCoNb
中的
Nb
可提高试件显微硬度及耐磨性
。
[0012]该高耐磨熔敷层的厚度为1‑
5mm。
[0013]所述
60Si2Mn
钢表面高耐磨熔敷层的等离子熔覆制备方法，包括如下步骤：
[0014](1)
原料准备：准备
NbC
粉末和
Ni60
粉末，基体为
60Si2Mn
钢；
[0015](2)
将
NbC
粉末和
Ni60
粉末按所需配比混合均匀，得到混合粉末；
[0016](3)
采用等离子熔覆技术在基体上制备高耐磨熔敷层
。
[0017]步骤
(1)
中，所述
NbC
粉末和
Ni60
粉末的粒度为
270
‑
350
目
。
[0018]所述
Ni60
的化学成分如下：
C 0.6
‑
1.0
％，
Cr 14
‑
17
％，
B 2.5
‑
4.5
％，
Si 3
‑
4.5
％，
Fe≤15
％，
Ni
为余量
。
[0019]优选地，步骤
(2)
混合过程为：将
NbC
粉末和
Ni60
粉末置于球磨机中以
50
‑
65
转
/
分钟的速度研磨
24h
以上，使混合均匀，放入真空干燥箱
120℃
烘干
10
小时以上，备用；其中：在球磨机中高速研磨过程中，使用直径
12.6mm
与直径
6mm
两种规格的
Cr15
滚珠，两种规格滚珠重量比例为1：
(0.5
‑
2)。
[0020]优选地，步骤
(3)
等离子熔覆过程中，氩气为保护气，采用同步送粉法，离子气体流量1‑
2L/min
，送粉气流量7‑
9L/min
，保护气流量
15
‑
25L/min
，电流
65
‑
80A
；所述离子气
、
送粉气和保护气均为氩气
。
[0021]本专利技术设计原理及有益效果如下：
[0022]1、
本专利技术所用熔敷粉末是在
Ni60
粉末中加入适当比例的
NbC
粉，在特定工艺下通过两种粉末中元素协同作用，形成的
AlNi3和
CrCoNb
等相能够提高熔敷层的显微硬度及耐磨性，并且两种粉末在本专利技术规定范围内所制备的熔敷层的显微硬度及耐磨性最佳
。
在优化的工艺条件下获得高耐磨熔敷层，其摩擦系数低于
0.43
，磨损量小于
16mg
，显微硬度大于
470HV。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种
60Si2Mn
钢表面高耐磨熔敷层，其特征在于：该高耐磨熔敷层制备于
60Si2Mn
钢基体表面，熔敷层制备原料是由
NbC
粉末和
Ni60
粉末组成的混合粉末，原料中
NbC
粉末含量为
2.5
‑
12.5wt.
％
。2.
根据权利要求1所述的
60Si2Mn
钢表面高耐磨熔敷层，其特征在于：该高耐磨熔敷层的摩擦系数低于
0.43
，磨损量小于
16 mg
，显微硬度大于
470HV。3.
根据权利要求1所述的
60Si2Mn
钢表面高耐磨熔敷层，其特征在于：该高耐磨熔敷层组织均匀致密，包括
CrCoNb
相
、Fe
0.64
Ni
0.36
相
、AlNi3相和单质
C
，
AlNi3硬质相能够提高熔敷层的显微硬度及耐磨性，
CrCoNb
中的
Nb
可提高试件显微硬度及耐磨性
。4.
根据权利要求1所述的
60Si2Mn
钢表面高耐磨熔敷层，其特征在于：该高耐磨熔敷层的厚度为1‑
5mm。5.
根据权利要求1所述的
60Si2Mn
钢表面高耐磨熔敷层的等离子熔覆制备方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：（1）原料准备：准备
NbC
粉末和
Ni60
粉末，基体为
60Si2Mn
钢；（2）将
NbC
粉末和
Ni60
粉末按所需配比混合均匀，得到混合粉末；（3）采用等离子熔覆技术在基体上制备高耐磨熔敷层
。6.
根据权利要求4所述的
60Si2Mn
钢表面高耐磨熔敷层的等离子熔覆制备方法，其特征在于：步骤（...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈卓君，李柏姝，林美娟，陈克，张旭，
申请(专利权)人：沈阳理工大学，
类型：发明
国别省市：