本發(fā)明屬于材料表面加工領域,尤其是涉及一種高鐵電瓶箱的表面處理工藝。
背景技術:
電瓶箱是指容納電池組的箱體,其主要起到保護電池組不受碰撞、絕緣防水以及幫助電池散熱的作用,鋁合金由于其比重小,強度大、低成本的優(yōu)點在高鐵上使用的電瓶箱上得到了廣泛應用,并且其導熱效果好,散熱方便,但合金的主要缺點在于表面硬度不夠,耐磨性差,在使用時經(jīng)常因與其他部件摩擦導致結構破損,在材料表面沉積涂層是提高部件硬度和耐磨性的一種方法,傳統(tǒng)的涂層方法包括離子沉積或電鍍等,但上述方法會產生大量重金屬廢水或工藝復雜,設備昂貴,不利于大批量的生產。
技術實現(xiàn)要素:
為解決上述技術問題,本發(fā)明提供了一種高鐵電瓶箱的表面處理工藝,采用激光熔覆的方式在表面增加涂層,提高電瓶箱的硬度,使其使用壽命延長。
本發(fā)明完整的技術方案包括:
一種高鐵電瓶箱的表面處理工藝,其特征在于,包括如下步驟:
1)選擇合金化粉體原料:所述合金粉體包括第一合金粉體和第二合金粉體,第一合金粉體為鐵鋁合金,第二合金粉體為耐磨鐵合金;
2)分別采用機械合金化的方法制備合金化粉體,分別按質量比稱取第一合金化粉體原料和第二合金粉體原料,放入高速行星球磨機的球磨罐,加入磨球,添加CCl4溶劑作為抗氧化劑,充入氬氣作為保護氣體進行球磨,球磨結束后,將得到的漿料在真空中干燥,過篩,分別獲得第一合金粉體和第二合金粉體,
2)熔覆料制備:隨后分別在第一合金粉體和第二合金粉體中加入水玻璃,放入高速行星球磨機的球磨罐進行二次球磨,球磨過程充入氬氣保護氣,分別得到第一熔覆料和第二熔覆料。
3)將高鐵電瓶箱表面經(jīng)超聲波清洗,首先預熱到90-100℃,隨后將第一熔覆料覆在高鐵電瓶箱表面,厚度為0.5-0.8mm,并在保溫爐中在100-150℃下烘烤0.5h;
4)采用激光器對高鐵電瓶箱表面進行逐層激光掃描加熱,融化所述第一熔覆料并使其附著在高鐵電瓶箱表面,激光器功率為2-4KW,電流為250-280A,激光掃描速度為6-8mm/s,光束直徑為1.8-2.2mm,熔覆過程通氬氣保護,氬氣流量為為20~30L/min,形成第一涂層。
5)將得到第一涂層的高鐵電瓶箱預熱到90-100℃,隨后將第二熔覆料覆在高鐵電瓶箱表面,厚度為1-1.2mm,并在保溫爐中在100-150℃下烘烤0.5h;
6)采用激光器對高鐵電瓶箱表面進行逐層激光掃描加熱,融化所述第二熔覆料并使其附著在高鐵電瓶箱表面,激光器功率為2-4KW,電流為250-280A,激光掃描速度為3-5mm/s,光束直徑為1.8-2.2mm,熔覆過程通氬氣保護,氬氣流量為為20~30L/min,形成二涂層。
第一合金粉體的組分質量百分比為:La或Ce:0.04%~0.15%,Si:0.09%~0.12%,F(xiàn)e:34%~42%,B:0.02%~0.05%,其余為鋁。
第二合金粉體的組分質量百分比為C:0.85%-1.43%;Mn:0.75%;Cr:11.35%-13.45%;V:0.02%-0.0%;B:0.003-0.005%;La:0.002%-0.006%;SiC:0.41-0.43%;WC:0.62-0.95%,其余為Fe。
所述步驟1)中,加入占原料質量5%-12%的CCl4溶劑。
所述步驟1)中,將得到的漿料在真空120-180℃下干燥1-2h。
所述步驟2)中,加入占粉體質量2.2-2.5%的水玻璃,轉速為100-150r/min,球磨時間1-2h。
本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術的優(yōu)點在于:根據(jù)硬鋁合金的特點,通過摻雜改性的陶瓷顆粒碳化硅和碳化鎢的第二涂層,提高了合金的耐磨性,同時增加稀土改性,提高其機械合金化程度,而且選擇高Cr組分的涂層,也能夠提高涂層的耐腐蝕性能,同時針對鋁合金和鐵合金結合不牢固的缺點,首先施加厚度較小的第一涂層,采用與基層以及第二涂層成分均接近的鐵鋁合金作為第一涂層,第一涂層內的B和稀土元素在熔覆過程中融化并再結晶,形成中間相,對晶粒進行細化,提高了其結合強度,而Si元素析出硅化物,在一定程度上提高了第一涂層的強度,在此基礎上熔覆第二涂層,得到了兼具抗腐蝕性、耐磨性好和結合強度大的涂層。
具體實施方式
下面結合具體實施方式對本發(fā)明做進一步說明。
1)選擇合金化粉體原料:所述合金粉體包括第一合金粉體和第二合金粉體,第一合金粉體的組分質量百分比為:La或Ce:0.04%~0.15%,Si:0.09%~0.12%,F(xiàn)e:34%~42%,B:0.02%~0.05%,其余為鋁;第二合金粉體的組分質量百分比為C:0.85%-1.43%;Mn:0.75%;Cr:11.35%-13.45%;V:0.02%-0.0%;B:0.003-0.005%;La:0.002%-0.006%;SiC:0.41-0.43%;WC:0.62-0.95%,其余為Fe。
2)機械合金化制備合金化粉體,分別按質量比稱取第一合金化粉體原料和第二合金粉體原料,放入高速行星球磨機的球磨罐,選擇氧化鋯磨球,球料比30:1,加入占原料質量10%的CCl4溶劑作為抗氧化劑,充入氬氣作為保護氣體進行球磨,轉速為800-1000r/min,球磨時間24-36h,球磨結束后,將得到的漿料在真空120-180℃下干燥1-2h,過100目篩,獲得第一合金粉體和第二合金粉體,隨后加入占粉體質量2.2-2.5%的水玻璃,放入高速行星球磨機的球磨罐進行二次球磨,球磨過程充入氬氣保護氣,轉速為100-150r/min,球磨時間1-2h,分別得到第一熔覆料和第二熔覆料。
3)將高鐵電瓶箱表面經(jīng)超聲波清洗,首先預熱到90-100℃,隨后將第一熔覆料覆在高鐵電瓶箱表面,厚度為0.5-0.8mm,并在保溫爐中在100-150℃下烘烤0.5h;
4)采用激光器對高鐵電瓶箱表面進行逐層激光掃描加熱,融化所述第一熔覆料并使其附著在高鐵電瓶箱表面,激光器功率為2-4KW,電流為250-280A,激光掃描速度為6-8mm/s,光束直徑為1.8-2.2mm,熔覆過程通氬氣保護,氬氣流量為為20~30L/min,形成第一涂層。
5)將得到第一涂層的高鐵電瓶箱預熱到90-100℃,隨后將第二熔覆料覆在高鐵電瓶箱表面,厚度為1-1.2mm,并在保溫爐中在100-150℃下烘烤0.5h;
4)采用激光器對高鐵電瓶箱表面進行逐層激光掃描加熱,融化所述第二熔覆料并使其附著在高鐵電瓶箱表面,激光器功率為2-4KW,電流為250-280A,激光掃描速度為3-5mm/s,光束直徑為1.8-2.2mm,熔覆過程通氬氣保護,氬氣流量為為20~30L/min,形成二涂層。
以上所述,僅是本發(fā)明的較佳實施例,并非對本發(fā)明作任何限制,凡是根據(jù)本發(fā)明技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結構變化,均仍屬于本發(fā)明技術方案的保護范圍內。