專利名稱:等離子束表面冶金鋼基耐磨復(fù)合材料的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于冶金領(lǐng)域，尤其涉及鋼基表面冶金耐磨復(fù)合材料的方法。
背景技術(shù)：
金屬零部件一般由單一金屬材料制造，許多情況下不能很好地滿足使用要求。金屬基復(fù)合材料彌補(bǔ)了單一金屬性能的不足，成為一類全新的材料。所謂金屬基復(fù)合材料一般是指金屬母材與不同材料的纖維或板帶復(fù)合而制成的復(fù)合材料，復(fù)合界面應(yīng)為一定程度的化學(xué)鍵結(jié)合即冶金結(jié)合。鋼基復(fù)合材料以增強(qiáng)耐磨損性能為主時一般采用高硬度材料的堆焊或激光熔覆。但是堆焊受焊絲制造工藝限制，成分選擇范圍有限；激光熔覆受功率和投資限制，效率低成本高。申請人曾授權(quán)了專利號為ZL 01115197.8的發(fā)明專利“金屬表面熔覆涂層特別是梯度涂層的方法”，它用非氧化性氣體在等離子炬中電離產(chǎn)生等離子體，在預(yù)涂耐磨粉末的金屬表面進(jìn)行掃描產(chǎn)生熔覆層，這種方法比較簡單，設(shè)備成本低、生產(chǎn)效率高，熔覆層不產(chǎn)生脫落、裂紋等缺陷，不足之處是預(yù)涂粉末的厚度和位置不易精確控制，浪費粉末，而且涂層需長時間進(jìn)行干燥，生產(chǎn)效率低。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于克服上述方法的不足，提出一種操作簡便、熔覆厚度和位置容易控制的等離子束表面冶金鋼基耐磨復(fù)合材料的方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案是1、將鋼基零件的表面冶金部位置于轉(zhuǎn)移弧等離子炬下方，在炬上方的料桶內(nèi)裝入鐵基、鎳基、或鈷基等粉末，根據(jù)冶金厚度調(diào)整好送粉量；2、啟動點火和工作程序，等離子炬引燃轉(zhuǎn)移型壓縮氬弧等離子束，在氬氣的保護(hù)下在鋼材表面瞬間形成熔池，同時粉末開關(guān)開啟，向熔池中送入粉末，粉末利用熔池和等離子束的熱量快速熔化并混合擴(kuò)散，隨著等離子束的前移或升高，后部或下部的熔體相繼冷卻凝固，熔體相繼冷卻凝固成為耐磨冶金復(fù)合層，與鋼鐵基體冶金結(jié)合，共同組成鋼基耐磨復(fù)合材料。
3、一個部位復(fù)合完成后熄弧，送粉開關(guān)同步停止送粉，等待下一個部位。
本發(fā)明的優(yōu)點是1、由于直接在鋼基表面冶金，所以可在鋼基零件的所需部位處快速獲取所需厚度的高結(jié)合力、高硬度耐磨硬化層；2、送粉停粉與起弧熄弧同步，不浪費合金粉末；3、操作簡便，生產(chǎn)效率高。
圖1是等離子束表面冶金鋼基復(fù)合材料制造過程示意圖。
圖例說明1-鋼件，2-耐磨冶金復(fù)合層，3-轉(zhuǎn)移型壓縮氬弧等離子束，4-粉末射吸氬氣流，5-等離子炬，6-粉末同步開關(guān)，7-下粉管，8-粉末料斗，9-高壓送粉氬氣，10-粉末同步開關(guān)控制器，11-控制閥，12-熔池，13-工件運(yùn)動方向。
具體實施方式結(jié)合附圖1對等離子束表面冶金鋼基復(fù)合材料制造過程作進(jìn)一步的說明。
將鋼件1置于等離子炬5下方，設(shè)定好表面冶金部位、厚度和鋼件1的運(yùn)行方向13與運(yùn)行速度，在粉末料斗8內(nèi)裝入鐵基、鎳基、或鈷基等粉末后密封好，通入高壓送粉氬氣9，啟動點火和工作程序，引燃轉(zhuǎn)移型壓縮氬弧等離子束3，在氬氣的保護(hù)下在鋼件1表面瞬間形成熔池12，同時粉末同步開關(guān)控制器10動作，控制閥11開啟，粉末同步開關(guān)6開始送粉，在高壓送粉氬氣9和粉末射吸氬氣流4的共同作用下，向熔池12中送入粉末，粉末利用熔池12和等離子束3的熱量快速熔化并混合擴(kuò)散，隨著鋼件1向左移動，熔體相繼冷卻凝固成為耐磨冶金復(fù)合層2，與鋼件1冶金結(jié)合，共同組成鋼基耐磨復(fù)合材料。工作完成后等離子束3熄滅時，粉末開關(guān)和送粉氣同時關(guān)閉。
權(quán)利要求
1.一種等離子束表面冶金鋼基耐磨復(fù)合材料的方法，它包括以下步驟(1)將鋼基零件的表面冶金部位置于轉(zhuǎn)移弧等離子炬下方，在炬上方的料桶內(nèi)裝入鐵基、鎳基、或鈷基等粉末，根據(jù)冶金厚度調(diào)整好送粉量；(2)啟動點火和工作程序，等離子炬引燃轉(zhuǎn)移型壓縮氬弧等離子束，在氬氣的保護(hù)下在鋼材表面瞬間形成熔池，同時粉末開關(guān)開啟，向熔池中送入粉末；(3)一個部位復(fù)合完成后熄弧，送粉開關(guān)同步停止送粉，等待下一個部位。
專利摘要
本發(fā)明公開了一種等離子束表面冶金鋼基耐磨復(fù)合材料的方法，它包括以下步驟將鋼基零件的表面冶金部位置于轉(zhuǎn)移弧等離子炬下方，在炬上方的料桶內(nèi)裝入鐵基、鎳基、或鈷基等粉末，根據(jù)冶金厚度調(diào)整好送粉量；啟動點火和工作程序，等離子炬引燃轉(zhuǎn)移型壓縮氬弧等離子束，在氬氣的保護(hù)下在鋼材表面瞬間形成熔池，同時粉末開關(guān)開啟，向熔池中送入粉末；一個部位復(fù)合完成后熄弧，送粉開關(guān)同步停止送粉，等待下一個部位。優(yōu)點是由于直接在鋼基表面冶金，所以可在鋼基零件的所需部位處快速獲取所需厚度的高結(jié)合力、高硬度耐磨硬化層；送粉停粉與起弧熄弧同步，不浪費合金粉末；操作簡便，生產(chǎn)效率高。
文檔編號B23K9/04GK1995457SQ200610042165
公開日2007年7月11日 申請日期2006年1月6日
發(fā)明者李惠琪, 孫玉宗, 姬強(qiáng) 申請人:山東科技大學(xué)導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan