[发明专利]等离子束-超声波复合装置及利用其制备无裂纹膨胀锥的方法

摘要

本发明公开了一种等离子束‑超声波复合装置及利用其制备无裂纹膨胀锥的方法，该装置包括等离子束表面处理机和设置于其样品安装轴上的超声波振子、以及与超声波振子连接的超声波发生器。利用该装置制备无裂纹膨胀锥的方法包括如下步骤：1)分别配制混合均匀的内、中、外合金层的铁基合金粉；2)利用等离子束‑超声波复合装置，在超声波振动的条件下对待处理的毛坯膨胀锥分别进行等离子表面处理，形成内、中、外合金保护层，各保护层均需冷却、精磨后方可进行下一层保护层的制备。该方法将超声波振动与等离子束表面冶金结合，在膨胀锥表面获得晶粒细小、组织致密、低气孔率、无裂纹的合金保护层，能显著提高产品的耐磨性和寿命。

主权项

1.一种无裂纹膨胀锥的制备方法，其特征在于包括如下步骤：1)按照如下配方分别配制混合均匀的内合金层、中合金层和外合金层的铁基合金粉；所述内合金层的铁基合金粉的组分按照质量百分比计为：5～8％WC、0.5～1％Si、0.3～0.6％Mn、0.05～0.09％Nb、0.12～0.2％Cr、0.4～0.6％Mo、0.2～0.3％V，余量为铁；所述中合金层的铁基合金粉的组分按照质量百分比计为：8～15％WC、0.6～1.2％Si、0.4～0.7％Mn、0.05～0.09％Nb、0.15～0.25％Cr、0.5～0.7％Mo、0.2～0.3％V，余量为铁；所述外合金层的铁基合金粉的组分按照质量百分比计为：15～25％WC、1.0～1.4％Si、0.7～1.0％Mn、0.05～0.09％Nb、0.2～0.3％Cr、0.8～1％Mo、0.2～0.3％V，余量为铁；2)利用等离子束‑超声波复合装置，在超声波振动的条件下对待处理的毛坯膨胀锥进行如下处理：首先，将所述内合金层的铁基合金粉在所述毛坯膨胀锥表面形成内保护层，冷却、精磨，使所述内保护层清洁且厚度一致；然后，将所述中合金层的铁基合金粉在所述内保护层的表面形成中保护层，冷却、精磨，使所述中保护层清洁且厚度一致；最后，将所述外合金层的铁基合金粉在所述中保护层的表面形成外保护层，冷却；在所述毛坯膨胀锥的中心部位车削内丝扣及过流通道，精磨表面及过流通道，得到所述无裂纹膨胀锥；所述等离子束‑超声波复合装置包括等离子束表面处理机和设置于所述等离子束表面处理机的样品安装轴上的超声波振子、以及与所述超声波振子连接的超声波发生器。