[发明专利]一种镍基合金强化层的电火花沉积方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种钢的表面强化层的制备方法，具体涉及一种镍基合金强化层的电火花沉积方法。

背景技术

表面强化是改善机械零件和构件表面性能，提高疲劳强度和耐磨性能的工艺方法。表面强化有时还能提高耐腐蚀性能。承受载荷的零件表面常处于最大应力状态，并在不同的介质环境中工作。因此，零件的失效和破坏也大多发生在表面或从表面开始，如在零件表层引入一定的残余压应力，增加表面硬度，改善表层组织结构等，就能显著地提高零件的疲劳强度和耐磨性。

金属表面电火花沉积技术是近期发展起来的新技术，是在传统工艺基础上发展起来的新工艺。电火花沉积工艺是将电源存储的高能量电能，在金属电极(阳极)与金属母材(阴极)间瞬间高频释放，通过电极材料与母材间的空气电离，形成通道，使母材表面产生瞬间高温、高压微区；同时离子态的电极材料在微电场的作用下融渗到母材基体，形成冶金结合。经过电火花沉积处理的金属母材表层能形成高硬度、高耐磨、抗腐蚀和红硬性好的沉积层。它的力学性能和化学性能超过钢材的原始表面性能，从而显著提高设备及一些易磨损零件的使用寿命。电火花沉积工艺在工业生产的许多部门的应用日益广泛，其经济效益也日渐凸现。

由于镍基合金具有优异的耐磨、抗热、抗蚀和抗氧化等一系列性能，在工程中的应用日趋广泛。为获得高质量的电火花强化层，最大限度地提升强化层的性能，本发明以镍基合金电火花强化层为研究对象，研究了电火花沉积中的电参数、比强化时间和氩气流量等工艺参数对镍基合金强化层摩擦学性能的影响规律，提供了一种电火花沉积工艺，为合理地选择与控制电火花沉积工艺参数，制备高耐磨强化层提供理论依据和技术支持。

发明内容

本发明的目的在于提供一种镍基合金强化层的电火花沉积方法，所述方法得到的镍基合金强化层的摩擦系数低，且耐磨性能十分优异。

为了达到上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种镍基合金强化层的电火花沉积方法，所述方法包括如下步骤：

用电火花沉积仪将镍基合金涂敷于钢表面，电火花沉积的工艺参数为：

输出功率为200～400W，输出电压为50～150V，比强化时间为0.5～0.78min/cm²，保护气体流量为1.5～2.5L/min。

输出电压为50～150V，强化层的组织结构致密，摩擦系数低，磨损失重低，耐摩擦性能十分优异。所述输出电压例如为55V、60V、65V、70V、75V、80V、85V、90V、95V、100V、105V、110V、115V、120V、125V、130V、135V、140V或145V。为了避免强化层中气孔、微裂纹等缺陷的产生，提高镍基合金强化层的耐磨性能，选择输出电压为50～110V最为理想。

随着比强化时间的延长，强化层内反复遭受加热，冷却，加热的热循环，产生了很大的热应力和组织应力，导致强化层内热疲劳裂纹和孔洞的产生，故比强化时间的延长，造成强化层在摩擦过程中极易微观断裂而加剧磨损，所制备的强化层耐磨性能较低。本发明所述比强化时间为0.5～0.78min/cm²，选择该比强化时间，强化层的耐磨性能十分优异。所述比强化时间例如为0.53min/cm²、0.56min/cm²、0.59min/cm²、0.65min/cm²、0.7min/cm²、0.72min/cm²、0.74min/cm²或0.76min/cm²。