在碳钢同步器齿环锥面设置Mo₂FeB₂金属陶瓷涂层的方法

专利名称：在碳钢同步器齿环锥面设置Mo₂FeB₂金属陶瓷涂层的方法
技术领域：
本发明涉及一种汽车同步器齿环锥面，特别是在碳钢同步器齿环锥面设置M02FeB2金属陶 瓷涂层的方法。
背景技术：
汽车同步器是汽车变速器中的一种总成，以其换挡可靠、结构简单、制造成本低的优点 被广泛的应用在机械式汽车变速器中，是汽车换挡不可缺少的重要部件。同步器齿环作为主 要零件则需要有较好的韧性、摩擦性和耐高温性能。以往的碳钢同步器齿环都是在锥面热喷 涂一层Mo层，但用此方法制造的同步器齿环其制造成本很高，涂层和基体的结合强度不高， 因而其摩擦性能难以得到保证。

发明内容
本发明的目的在于提供一种在碳钢同步器齿环锥面设置M02FeB2金属陶瓷涂层的方法，这 种方法涂层结合强度高，接合热应力小。
本发明的另一个目的是要提供一种用上述方法制备的锥面设置Mo2FeB2金属陶瓷涂层的碳 钢同步器齿环，该同步器齿环具有优异的耐磨性能，且成本低。
实现本发明目的的技术方案是-
一种设置有M02FeB2金属陶瓷涂层的碳钢同步器齿环，由碳钢同步器齿环基体和设置在基 体上的M02FeB2金属陶瓷涂层组成。
一种在碳钢同步器齿环锥面设置M02FeB2金属陶瓷涂层的方法，包括以下步骤
(1) 将碳钢同步器齿环基体锥面进行除油和喷砂处理；
(2) 在上述锥面进行热喷涂，热喷涂粉末组成的质量百分比为FeB25% 40%、 Mo35% 50%、 Nil% 10%、 Crl% 10%、 Fel0% 20%，各组分之和为100%，粉末粒度5 20um，经混 合均匀而成；热喷涂工艺参数是喷涂距离为80 200咖，喷涂角度为80。 90° ，喷枪移动 速度为10 30cm/s，每次喷涂厚度O. 05mm 0. lOmrn，
(3) 涂层高频感应加热处理。
步骤(2)所述热喷涂，涂层总厚度O. lran l.Oimn;热喷涂的方法包括氧-乙炔火焰喷涂 或等离子喷涂或超音速火焰喷涂。
步骤(3)所述涂层高频感应加热处理涂层的加热温度卯0 110(TC。 本发明的有益效果是本发明通过采用热喷涂方法，基于反应喷涂原理，在碳钢同步器 齿环锥面产生化学反应2FeB + 2Mo=Mo2FeB2+ Fe，获得Mo2FeB2金属陶瓷涂层，其中Mo2FeB2 为涂层的硬质相，Ni、 Cr、 Fe为涂层的粘接相，起支撑作用，使涂层结合更牢固，提高碳钢 同步器齿环锥面的耐磨性能。通过高频感应加热处理，使涂层中熔化的金属原子沿基体表面 再结晶，生成一个冶金结合区，形成冶金结合界面。本发明获得的Mo2FeB2金属陶瓷涂层硬度M200HV，结合强度〉200MPa，具有优异的耐磨性能。


图1是本发明实施例的M02FeB2金属陶瓷涂层的显微组织示意图； 图2是本发明实施例的M02FeB2金属陶瓷涂层的界面结构示意图； 图3是本发明锥面设置有M02FeB2金属陶瓷涂层的碳钢同步器齿环的结构示意图。
具体实施例方式
以下结合附图和实施例对本发明做进一步的说明，但不是对本发明内容的限定。 实施例1:
同步器齿环基体材料碳钢
在上述基体锥面设置M02FeB2金属陶瓷涂层的方法如下
(1) 先将同步器齿环基体锥面进行除油和喷砂处理，然后
(2) 进行热喷涂
喷涂粉末组成的质量百分比为35%FeB、 40%Mo、 2%Ni、 3%Cr、 20%Fe;粉末粒度10pm; 经混合均匀制成，采用氧-乙炔火焰法在基体锥面进行热喷涂；氧-乙炔火焰喷涂工艺参数 喷涂距离为100 mm，喷涂角度为80° 卯°,喷枪移动速度为15 cra/s，每次喷涂厚度为0.05-0.10 咖，涂层总厚度为0.15咖；
(3) 高频感应加热涂层工艺参数加热温度900°C。
本实施例的M02FeB2金属陶瓷涂层的显微组织如图1所示；其界面结构如图2所示。 图3所示，本发明碳钢同步器齿环由碳钢同步器齿环基体1和设置在该基体1上的Mo2FeB2 金属陶瓷涂层2组成。 实施例2:
喷涂粉末组成的质量百分比为25%FeB、 50%Mo、 3%Ni、 4%Cr、 18%Fe;粉末粒度15nm; 等离子喷涂工艺参数喷涂距离为150mm，喷涂角度为80。 90。，喷枪移动速度为15cm/s， 每次喷涂厚度为0.05-0.10mm，涂层总厚度为0.20咖；
高频感应加热涂层工艺参数加热温度IOO(TC。
其余同实施例1。
实施例3:
喷涂粉末组成的质量百分比为40%FeB、 35%Mo、 5%Ni、 5%Cr、 15%Fe;粉末粒度20pm; 超音速火焰喷涂工艺参数喷涂距离为lOOmn，喷涂角度为80。 90。，喷枪移动速度为15 cm/s，每次喷涂厚度为0.05-0.10Mi，涂层总厚度为0.20咖； 高频感应加热涂层工艺参数加热温度IIOO'C。
其余同实施例l。
权利要求
1、在碳钢同步器齿环锥面设置Mo2FeB2金属陶瓷涂层的方法，包括以下步骤(1)将碳钢同步器齿环基体锥面进行表面除油和喷砂处理；(2)在上述锥面进行热喷涂，热喷涂粉末组成的质量百分比为25％～40％FeB、35％～50％Mo、1％～10％Ni、1％～10％Cr、10％～20％Fe，各组分之和为100％，粉末粒度为5～20μm，经混合均匀而成；热喷涂工艺参数是喷涂距离为80～200mm，喷涂角度为80°～90°，喷枪移动速度为10～30cm/s，每次喷涂厚度0.05mm～0.10mm；(3)涂层高频感应加热处理。
2、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(2)所述热喷涂，涂层总厚度为0. 1 mm 1. 0画。
3、 根据权利要求l所述的方法，其特征在于步骤(2)所述热喷涂的方法包括氧-乙炔 火焰喷涂或等离子喷涂或超音速火焰喷涂。
4、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(3)所述涂层高频感应加热处理，加热温度为卯0 1100。C。
5、 用权利要求1所述方法制备的锥面设置有M02FeB2金属陶瓷涂层的碳钢同步器齿环。
全文摘要
本发明提供了一种在碳钢同步器齿环锥面设置Mo₂FeB₂金属陶瓷涂层的方法，热喷涂粉末组成的质量百分比为25％～40％FeB、35％～50％Mo、1％～10％Ni、1％～10％Cr、10％～20％Fe，各组分之和为100％；粉末粒度5～20μm；热喷涂工艺参数是喷涂距离为80～200mm，喷涂角度为80°～90°，喷枪移动速度为10～30cm/s，每次喷涂厚度0.05mm～0.10mm，涂层总厚度0.1mm～1.0mm。涂层经过900～1100℃的高频感应加热处理后，使涂层中熔化的金属原子沿基体表面再结晶，生成一个冶金结合区，形成冶金结合界面，获得的Mo₂FeB₂金属陶瓷涂层硬度＞1200HV，结合强度＞200Mpa，具有优异的耐磨性能。
文档编号C23C4/18GK101671804SQ20091011434
公开日2010年3月17日 申请日期2009年8月29日 优先权日2009年8月29日
发明者岩 李 申请人:桂林星火机械制造有限公司