一种镍基自熔合金的烧结涂层结构制造技术

一种镍基自熔合金的烧结涂层结构，其包括有涂层(1)、过渡层(2)、基体(3)，其特征在于：镍基自熔合金的涂层通过放电等离子烧结的过渡层与作为基体的结构钢材料层连接成整体件，其界面结合强度在710MPa，界面结合强度高于常规制备涂层材料，且节省能源、造价低廉、节约镍基合金的用量。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种镍基自熔合金与结构钢复合涂层材料。
技术介绍
随着现代工业的发展，对机械产品等各种零部件表面的性能要求越来越高，要求能在高速、高压、重载、高温、严重摩擦及腐蚀介质等苛刻的工况下可靠而持续地工作。许多产品的故障往往是由个别零件的局部表面失效造成的，如磨损在零件的表面发生，疲劳裂纹由零件表面向里延伸，腐蚀从零件表面开始等，现在常用表面改性技术的方法将产品中那些易损零件的易损表面的失效期延长，则产品的整体性能就可以得到提高。通过选择相应的涂层材料，按一定的方式、比例、配比喷涂在金属基体上，使它兼具两种金属的优点，能在零件不同部位提供不同性能，达到单一材料无法达到的综合性能，并且可以有效的减少生产成本。镍基自熔合金是一种广泛使用的具有合理性能、价格比和良好工艺性的表面涂层材料，可在工件表面形成具有耐磨损、抗腐蚀或耐高温等特殊性能，在材料表面防护和强化领域发挥着积极的作用。从实用性和经济性的角度出发，采用涂层修复的方法，以镍基自熔合金、价格低廉的结构钢材料，通过过渡层结合起来的复合结构是有实用价值的。目前常用的制备涂层的方法有激光熔覆、等离子喷涂、感应重熔、氧乙炔-火焰等，这些方法都是零件成型后的二次表面处理技术，需要专门的处理设备，在制备的过程中会存在粒子的飞溅和杂质的介入，粉末利用率低，颗粒易脱落、表面存在孔洞和未熔的颗粒，涂层质量下降，生产成本较高；对于一些易遮蔽的凹腔、复杂型面、细长内孔、盲孔等部位喷涂技术难以均勻的将粉末喷涂于其中，受零件结构形状的限制。如专利号为ZL200710098407. 2的中国专利(公告号为CN101037930)公开一种自润滑镍基合金喷焊抽油杆接箍，该接箍是一圆柱体，其中部是两棱扳手的方颈平面，两平面互相平行，接箍中部具有一轴向内螺纹通孔，在接箍外表面具有一层自润滑镍基合金涂层， 其厚度为0. 25 0. 60mm。该自润滑镍基合金涂层由5% 30%质量百分含量的FeS粉末与70% 95%质量百分含量的Ni60自熔合金粉末均勻混合后热喷焊而成。不可避免地存在上述类似技术缺陷。现有人采用真空烧结的方法制备涂层，其可以提高粉末的利用率，控制涂层的厚度，制备形状复杂的涂层。但其界面的结合强度不高。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是针对现有技术的现状，提供一种镍基自熔合金的烧结涂层结构，它能够用于改善在恶劣工况下零部件易磨损表面的性能，涂层抗磨损、基体韧性好，界面结合强度高，能够满足使用寿命要求。本技术解决上述技术问题而采用的技术方案为一种镍基自熔合金的烧结涂层结构，其包括有涂层、过渡层、基体，其特征在于镍基自熔合金的涂层通过放电等离子烧结的过渡层与作为基体的结构钢材料层连接成整体件。优选，所述的镍基自熔合金的涂层厚度在0.8 Imm范围。 优选，所述的结构钢材料层厚度在6 IOmm范围。优选，所述的放电等离子烧结的过渡层在20 30 μ m范围。最后，所述的结构钢材料层采用棒形结构。与现有技术相比，本技术的优点在于(1)、因放电等离子烧结技术具有升温速度快、受热均勻、烧结时间短，烧结体晶粒均勻细小、相对密度高等优点，可获得优于常规烧结方法制备的涂层结构。(2)、一次性实现了镍基自熔合金的烧结及其与结构钢的结合。 (3)、复合界面呈现冶金结合，界面两侧有元素扩散，界面结合强度在710MPa，界面结合强度高于常规制备涂层材料，且节省能源、造价低廉、节约镍基合金的用量。附图说明图1为本技术的一种结构截面图。图2为本技术的加工示意图。图号说明1、涂层，2、过渡层，3、基体，4、模具，5和6、冲模模头，7、高温测温计。具体实施方式以下结合附图实施例对本技术作进一步详细描述。如图1-2所示意，一种镍基自熔合金的烧结涂层结构，其包括有涂层1、过渡层2、 基体3，原料选取，镍基自熔合金原料粉以及结构钢棒料，Ν 60自熔合金原始粉末，以及45 钢棒料，将称量好的镍基自熔合金粉末以及准备好的结构钢棒料自下而上按粉末、钢棒料放入模具4，每铺一层时利用冲模模头5、6进行预压，使用放电等离子烧结炉进行烧结，为严格控制烧结温度，所述步骤(3)中，烧结炉内烧结温度由高温测温计7测得，所述的烧结是采用梯度状程序升温方法，所述的镍基自熔合金的涂层1厚度在0.8 Imm范围，作为基体3的所述的结构钢材料层厚度在6 IOmm范围，放电等离子烧结的过渡层2在20 30 μ m范围，并使镍基自熔合金的涂层1通过放电等离子烧结的过渡层2与作为基体3的结构钢材料层连接成整体件。采用放电等离子烧结(SPS)技术进一步改进镍基自熔合金与结构钢的结合，以充分发挥镍基自熔合金作为耐磨材料优良性能，采用放电等离子烧结从而获得了 Ni60/45钢涂层结构，镍基自熔合金的涂层1通过放电等离子烧结的过渡层2与45钢的基体3连接成整体件(图1)。采用此技术，制造了具有高结合强度和高耐磨性的Ni60/45钢涂层结构，采用此技术的涂层，可用于修复生产中零部件的易磨损和使用寿命短等问题。镍基自熔合金涂层能满足耐磨要求、而结构钢基体能承受工作中的冲击载荷，相比全部使用镍基自熔合金制造的零件成本低廉，且用该复合涂层制造的零部件可满足在农业、矿山机械等齿轮、挖掘机锯齿等方面的应用。权利要求1.一种镍基自熔合金的烧结涂层结构，其包括有涂层(1)、过渡层(2)、基体(3)，其特征在于镍基自熔合金的涂层通过放电等离子烧结的过渡层与作为基体的结构钢材料层连接成整体件。2.根据权利要求1所述的镍基自熔合金的烧结涂层结构，其特征在于所述的镍基自熔合金的涂层厚度在0. 8 Imm范围。3.根据权利要求1所述的镍基自熔合金的烧结涂层结构，其特征在于所述的结构钢材料层厚度在6 IOmm范围。4.根据权利要求1所述的镍基自熔合金的烧结涂层结构，其特征在于所述的放电等离子烧结的过渡层在20 30 μ m范围。5.根据权利要求1 4任一权利要求所述的镍基自熔合金的烧结涂层结构，其特征在于所述的结构钢材料层采用棒形结构。专利摘要一种镍基自熔合金的烧结涂层结构，其包括有涂层(1)、过渡层(2)、基体(3)，其特征在于镍基自熔合金的涂层通过放电等离子烧结的过渡层与作为基体的结构钢材料层连接成整体件，其界面结合强度在710MPa，界面结合强度高于常规制备涂层材料，且节省能源、造价低廉、节约镍基合金的用量。文档编号C23C24/08GK201981257SQ201120019499公开日2011年9月21日 申请日期2011年1月18日 优先权日2011年1月18日专利技术者丁小芹, 徐金富, 韩小云 申请人:宁波工程学院本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种镍基自熔合金的烧结涂层结构，其包括有涂层（１）、过渡层（２）、基体（３），其特征在于：镍基自熔合金的涂层通过放电等离子烧结的过渡层与作为基体的结构钢材料层连接成整体件。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：徐金富，丁小芹，韩小云，
申请(专利权)人：宁波工程学院，
类型：实用新型
国别省市：97