[发明专利]一种在不锈钢水泵叶片用脉冲电极沉积硬质涂层的方法

说明书

技术领域

本发明专利涉及本发明提供一种在不锈钢叶片表面脉冲电极沉积硬质涂层强化的方法。

背景技术

汽蚀是一种液体动力学现象，低压产生了大量尺寸极微小的气泡，在与之接触的零件微小表面上形成高频高压的重复载荷作用，使叶片壁面受力而逐渐产生疲劳破坏。而通常的液体中总是含气体(如氧气等)或固体等汽蚀核子，借助于气泡凝结时放出热量对金属叶片起化学腐蚀作用，致使叶片表面出现麻点以导致蚀孔，尤其水泵叶片厚度是在兼顾强度的情况下越薄越好，在提高泵的效率同时，也为长期的汽蚀破坏带来隐患，严重时金属晶粒松动并剥落呈现出蜂巢状甚至把壁面蚀穿，导致水泵叶片叶轮的使用寿命大为缩短、运行效率降低、并伴有震动和噪音等缺陷。

脉冲电极沉积合金化技术是在传统工艺基础上发展起来的对金属的表面进行沉积处理的新工艺，可使焊层与基体形成冶金结合，结合强度高，它通过合适的电极材料在金属表面形成沉积层，其力学性能与化学性能均优于原始金属表面，可延长金属制品的使用寿命。该技术具有备投资少、制备工艺简单、使用灵活等特点，且不会使工件退火或热变形，即可对零件表面施行局部沉积，也可对一般几何形状的平面或曲面进行沉积，在叶片金属表面制备的涂层可明显提高金属的硬度、耐磨性和抗腐蚀性能，在金属修复方面极具应用前景。

发明内容

本发明专利采用如下技术方案：

一种在不锈钢水泵叶片用脉冲电极沉积硬质涂层的方法，其特征在于包括以下步骤，

步骤一，

用细砂纸打磨清除叶片表面的锈迹、污垢等杂质，将叶片损坏处与外缘处使用浓度为99.5％丙酮溶液洗净，干燥约10min；

步骤二，

将电火花设备的地线夹子夹在叶片边部，将直径Φ5mm的YG8硬质合金电极夹紧在枪头上，调整夹头使电极尽量位于中心位置；输出功率为300-1400Hz，沉积速率为1-5min／cm²；

步骤三，

打开氩气保护气调好流量为10L／min，并按下电火花设备手持电机的开关和开关自锁按钮；实时调整枪轴线与叶片表面法线的夹角，使电极与叶片表面呈30°～50°按某一方向移动，左右迂回摆动幅度为15mm～30mm，沉积完一层后，试件转动90°继续沉积，使得沉积层具有明亮的金属色泽。

所述电火花设备电极棒与叶片表面相互接触的微小区瞬时流过高密度的电流为105～106A／cm²。

所述电火花设备为DZS1400型电火花设备。

所述电火花设备的输出功率为1400W，沉积电压为60～120V，放电频率为50～700Hz，沉积速率为1～5min／cm²，保护气体氩气流量设定在5～15L／min，沉积枪中旋转电极的转速为2400r／min，电极的伸长长度为2～8mm。

所述不锈钢水泵叶片为304不锈钢水泵叶片。

有益效果：

1、本发明的304不锈钢水泵叶片修复方法采用脉冲电极沉积不是简单的涂镀过程，与其它涂层制备技术相比，结合强度高，残余应力极小，强化层厚度可达30μm～60μm，且易于通过电气参数和强化时间进行控制和达到。

2、本发明所采用的脉冲电极沉积方法是在空气介质中进行，不需要特殊复杂的处理装置和设施，适合现场施工处理，成本及操作费用低且操作方便。叶片汽蚀损坏部位沉积层均匀，具有比基体材料更高的硬度、耐磨性和耐腐蚀性，足以抵抗汽蚀损伤而延长叶片的使用寿命。。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。

一种在不锈钢水泵叶片用脉冲电极沉积硬质涂层的方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一，

用细砂纸打磨清除叶片表面的锈迹、污垢等杂质，将叶片损坏处与外缘处使用浓度为99.5％丙酮溶液洗净，干燥约10min；

步骤二，

将电火花设备的地线夹子夹在叶片边部，将直径Φ5mm的YG8硬质合金电极夹紧在枪头上，调整夹头使电极尽量位于中心位置；输出功率为300-1400Hz，沉积速率为1-5min／cm²；

步骤三，

打开氩气保护气调好流量为10L／min，并按下电火花设备手持电机的开关和开关自锁按钮；实时调整枪轴线与叶片表面法线的夹角，使电极与叶片表面呈30°～50°按某一方向移动，左右迂回摆动幅度为15mm～30mm，沉积完一层后，试件转动90°继续沉积，使得沉积层具有明亮的金属色泽。