[发明专利]改善柴油发动机缸盖阻尼减振性能的镍基复合涂层及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种镍基复合涂层及其制备方法和应用，该方法将混合粉料在基体表面进行熔覆，得到镍基复合涂层；所述混合粉料包括镍铬硼硅粉和钛酸钡粉。本发明将钛酸钡陶瓷作为第二相添加入镍基粉末中，形成BaTiO₃‑NiCrBSi金属基陶瓷复合涂层。本发明中的镍基钛酸钡复合涂层具有优良的阻尼减振性，并且还有强化基体的作用。进一步地与现有的熔覆材料相比较，本发明优选由等离子熔覆技术而得到熔覆层，其不仅与基体呈冶金结合，而且热影响区小，尤为重要的是阻尼减振性能更加优异。本发明实施例制备减振熔覆层后，缸盖的振动及噪音率可达到80％。

技术领域

本发明涉及涂层技术领域，特别涉及一种镍基复合涂层及其制备方法和应用，具体是一种改善柴油发动机缸盖阻尼减振性能的镍基复合涂层。

背景技术

不同机型的柴油发动机对缸盖的基本要求都是相同的，即：抗磨损性、耐腐蚀性，足够的机械强度。柴油发动机在使用过程中的磨损包括：缸盖在服役过程中气门的机械运动及积碳附着均可以造成座圈及导管的磨损；而化学腐蚀或电化学腐蚀形成的蚀点等导致缸盖某些部位的应力集中，从而产生裂纹，导致零件报废。气缸盖采用本体与排气阀体组合结构形式，排气阀体的紧固螺栓下端种在气缸盖本体上。安装排气阀体上紧固定螺栓时，气缸盖本体的凸肩是气缸盖本体应力集中的薄弱部位，承受排气阀体密封凸台传来的上紧螺栓的压力。缸盖长时间运转，机器的振动导致机械应力的产生，使得缸盖螺栓部位的应力集中，从而加速了工件的损坏。爆炸压力引起高频交变机械应力和热负荷引起的低频交变热应力的复合效应，造成缸盖损坏。

并且发动机在使用过程中，链条室内的内壁、链条及链条室外壁会产生相互振动，不可避免的发出噪音。机械产生的振动及噪声非常普遍，不仅污染环境，还会影响机床的加工精度，加速结构的疲劳损坏和失效。另外，振动和噪声也严重危害人们的身心健康，是环境工程急需解决的问题。随着科技水平的提高，发动机降噪等方面的研究越来越被重视。

当前针对缸盖振动导致零件报废的情况，多以改善缸盖结构或增加缸盖减振结构的方式，来解决缸盖服役过程中的振动现象。缸盖减振结构复杂，改变缸盖结构涉及链条室内壁、外壁、螺纹孔及连接孔等，这将使得缸盖制造成本加大。

针对振动过程中的磨损和裂纹部位，还可将这部分材料去除，制备具有减振强化作用的修复层。目前，为了满足缸盖表面的要求，等离子喷涂、等离子熔覆等技术可应用于缸盖等机械零件表面的强化。如公开号为CN104451524A的中国专利文献披露了通过等离子喷涂自动化制备NiCrBSi涂层，后续进行真空重熔处理形成冶金结合，采用工装解决喷涂后断面存在的涂层问题。

上述现有技术制备的涂层虽然在一定程度上提高了零件基材的耐摩擦磨损性能，但该涂层在改善基材减震性能方面并不突出。

发明内容

为了解决以上技术问题，本发明提供一种镍基复合涂层及其制备方法和应用，本申请提供的镍基复合涂层具有优良的阻尼减振性能，可改善柴油发动机缸盖阻尼减振性能。

本发明提供一种镍基复合涂层，由混合粉料在基体表面形成，所述混合粉料包括镍铬硼硅粉和钛酸钡粉。

优选地，所述钛酸钡粉和镍铬硼硅粉的质量比为1:1～8。

优选地，所述钛酸钡粉和镍铬硼硅粉的粒度独立地为150～325目。

本发明提供一种镍基复合涂层的制备方法，包括以下步骤：

将混合粉料在基体表面进行熔覆，得到镍基复合涂层；所述混合粉料包括镍铬硼硅粉和钛酸钡粉。

优选地，所述熔覆为等离子熔覆。

优选地，在进行熔覆之前还包括：将基体预热至300℃。

优选地，在熔覆之后还包括：将熔覆之后的基体进行缓冷处理和机械加工处理。