本发明涉及金属材料表面处理领域，具体来讲就是公开了一种在斗齿表面获得一层强化相呈网状分布，能有效提高其耐磨性及抗冲击韧性等离子熔射涂层的方法。
背景技术：
目前我国有数万台挖掘机在服役，其中斗齿的作业对象主要是矿石、岩石或沙土等，工况条件十分恶劣，挖掘作业时不仅受到滑动磨损的作用而且还经受一定的冲击载荷，因此大大缩短了斗齿的使用寿命，成为消耗最大的易损件。
中国专利申请号201110027201.7发明一种工程机械铲斗齿耐磨修复的管状焊丝，焊接熔敷层耐磨性好，抗龟裂，具有较高的冲击韧性，在使用过程中材料因受冲击而产生高密度位错，焊接熔敷层逐渐变硬。中国专利201510726891.3发明了一种耐磨铸钢斗齿，提高了斗齿的硬度、塑性、韧性和抗拉强度，并且采用稀土元素变质剂对钢水进行变质处理，使得到的斗齿机械性能及冲击韧性得到提高。中国专利201220065416.8公开了一种新型硬质合金挖掘机斗齿，斗齿结构由齿座和硬质合金齿尖构成。中国专利201310548623.8公开了一种耐磨斗齿，包括齿尖和基体部分，齿尖的材料为合金钢，基体部分的材料为球墨铸铁，齿尖长7～9cm，露出基体部分3cm。每个齿尖都被基体部分大范围的包裹，增加了齿尖与基体部分之间的接触面积，提高了齿尖与基体部分的结合力。中国专利201120385374.1公开了一种新型耐磨斗齿，包括齿体和包裹在齿体表面的合金耐磨层，耐磨层结构为凸台型的硬质合金柱体，可以大幅度提高斗齿的使用寿命和使用性能。中国专利201510726683.3发明一种高铬低碳钢耐磨斗齿齿尖，采用电弧炉熔炼钢料，转入精炼炉中调整钢液组分比例后出钢，所得钢液经真空脱气后进行金属型铸造，所得铸件经包括水淬油冷淬火的热处理获得成品件。中国专利201510205851.4发明一种带有多尺度强化相涂层的耐磨斗齿及等离子熔覆方法，在斗齿表面熔覆多尺度复合强化耐磨涂层，且兼具一定的减摩性能，显著提高斗齿使用寿命。
上述公开的提高斗齿耐磨性技术，无论是采用耐磨铸钢，还是硬质合金材料，或采用熔覆耐磨涂层的方法来提高斗齿的耐磨性，虽然可以显著提高斗齿使用寿命，但是在大的冲击磨损以及循环应力作用下容易发生破损、疲劳剥离等现象，而且斗齿性能单一，无法满足大范围以及复杂工况条件的需要。
技术实现要素：
针对现有耐磨斗齿在大的冲击磨损以及循环应力作用下容易发生破损、疲劳剥离等现象，而且斗齿性能单一，无法满足大范围以及复杂工况条件的需要。本发明结合挖掘机、装载机等斗齿表面的严重磨损，以及矿石、岩石等撞击或者其他环境及性能要求，开发出一种带有网状强化相的挖掘机耐磨斗齿。
本发明同时提供这种挖掘机耐磨斗齿的制备方法。
为达到上述目的，本发明采取以下技术方案：
一种带有网状强化相的挖掘机耐磨斗齿，它是在斗齿齿尖部位，采用等离子熔射方法，熔覆含有TiB2、TiC、WC、W2C、FeWB、Fe2B、Fe3(C,B)等陶瓷强化相的复合耐磨层；熔覆前，先通过在斗齿齿尖上预先铺展钨丝网，引导耐磨层中的强化相呈现网状分布；
上述等离子熔射粉末原料为Fe、Ti、B4C、Ni，粉末质量百分比为8.0～10.0％Ti、8.0～10.0％Ni、5.0～10.0％B4C，其余为Fe。
本发明耐磨斗齿的制备方法为：
第一步、斗齿表面预处理
斗齿齿尖部位表面预处理的目的主要是除油、除锈、除氧化皮，提高耐磨层的接触面积和结合强度。表面预处理分为清洗-喷砂两个步骤：先使用丙酮或汽油彻底清除斗齿齿尖部位表面的油污，再对斗齿齿尖部位表面喷砂处理，除锈、除氧化皮，使表面呈银灰色；
第二步、铺展钨丝网
采用纯钨丝，纯度99.95％，斜纹编织网，网孔均匀、无断丝、无漏洞，丝径0.15～0.23mm，孔径0.27～0.40mm，剪切成与斗齿齿尖完全一致的形状和尺寸，覆盖在斗齿齿尖上；
第三步、熔射粉末原料准备
熔射粉末原料为Fe、Ti、B4C、Ni，粉末质量百分比为8.0～10.0％Ti、8.0～10.0％Ni、5.0～10.0％B4C，其余为Fe；Fe、Ti、Ni粉体粒径为75～87μm，B4C粉体粒径为10～17μm；Ni在复合耐磨层中起到提高流动性，固溶强化基体的作用；
将上述反应原材料放入混料机中球磨8h，取出后备用；
第四步、耐磨复合涂层制备工艺
将表面预处理后的斗齿置于工作台上，采用等离子熔射设备制备涂层，等离子熔射反应工艺参数：送粉速率控制在10～15g/min，转移弧电流为120～150A，电压40V，等离子发生器水平移动线速度80mm/min，送粉气量5L/min，等离子束斑直径Φ10mm，等离子喷嘴离表面的距离为10mm；涂层厚度控制在1.0～2.0mm，涂层硬度62～65HRC；
为了使纯钨丝完全铺展在斗齿齿尖，正式等离子熔射之前，可以先在钨丝的周边及中间，先用等离子束熔覆3～4道；
第五步、斗齿修整、加工
斗齿冷却至室温后，修整表面及边缘毛刺即可。
本发明的积极效果是：
1、本发明通过预先铺展钨丝网，采用等离子熔射方法，在斗齿齿尖部位熔覆耐磨层；粉末在等离子热源加热作用下中发生原位反应，B4C分解为C和B，分解出的C与W丝反应，在原钨丝位置处，形成WC、W2C、FeWB等陶瓷强化相；与此同时B4C分解出的B与Ti反应形成TiB2，还有部分的C、B与Fe、Ti反应形成TiC、Fe2B、Fe3(C,B)等强化相。因为W丝在等离子熔射熔池中的阻隔作用以及促进形核作用，使得多数TiB2、TiC、WC、W2C、FeWB、Fe2B、Fe3(C,B)等陶瓷强化相沿着原来的钨丝位置分布，而W丝网中心部位的陶瓷相数量少，宏观上形成网状硬化带，这一方面更有利于发挥陶瓷强化相的增强、耐磨作用，另一方面因为网格中心部位陶瓷相数量少、硬度低，有起到缓冲应力作用，有利于提高涂层的韧性与结合力；Ni能提高流动性，对Fe基体进行固溶强化的作用，并改善表面质量，使得斗齿在大的冲击磨损以及循环应力作用下不容易发生破损和疲劳剥离。
2、本发明通过改变W丝网的规格、等离子熔射粉末原料的配比及工艺参数，可以改变复合耐磨层的平均硬度硬度、韧性等，可以解决斗齿齿尖在恶劣工况环境下的磨损、冲击破环等问题，尤其是避免ZGMn13斗齿齿尖在使用初期的磨损。
3、本发明技术制备耐磨涂层效率高、成本低、耐磨性及抗冲击性能优异，适用于多种挖掘机、装载机斗齿的耐磨强化处理。
附图说明
图1是本发明耐磨涂层微观组织图。
具体实施方式
下面通过具体实施例进一步说明本发明的技术方案。
实施例一
1、斗齿表面预处理
斗齿齿尖部位表面预处理的目的主要是除油、除锈、除氧化皮，提高耐磨层的接触面积和结合强度。表面预处理分为清洗-喷砂两个步骤：先使用丙酮或汽油彻底清除斗齿齿尖部位表面的油污，再对斗齿齿尖部位表面喷砂处理，除锈、除氧化皮，使表面呈银灰色。
2、铺展钨丝网
采用纯钨丝，纯度99.95％，斜纹编织网，网孔均匀、无断丝、无漏洞，丝径0.15mm，孔径0.27mm，剪切成与斗齿齿尖完全一致的形状和尺寸，覆盖在斗齿齿尖上。
3、表面层粉末原料准备
熔射粉末原料为Fe、Ti、B4C、Ni，粉末质量百分比为10.0％Ti、10.0％Ni、10.0％B4C，其余为Fe；Fe、Ti、Ni粉体粒径为75～87μm，B4C粉体粒径为10～17μm。将反应原材料放入混料机中球磨8h，取出后备用。
4、耐磨复合涂层制备工艺
将表面预处理后的斗齿置于工作台上，采用等离子熔射设备制备涂层，等离子熔射反应工艺参数：送粉速率控制在10g/min，转移弧电流为120A，电压40V，等离子发生器水平移动线速度80mm/min，送粉气量5L/min，等离子束斑直径Φ10mm，等离子喷嘴离表面的距离为10mm。涂层厚度约2.0mm，涂层平均硬度65HRC。
5、斗齿修整、加工
斗齿冷却至室温后，修整表面及边缘毛刺即可。
这类耐磨耐磨斗齿适用大型挖掘机及装载机斗齿。
实施例二
除了步骤2铺展钨丝网丝径0.23mm，孔径0.40mm，步骤3表面层粉末原料准备中，粉末质量百分比为8.0％Ti、8.0％Ni、5.0％B4C，其余为Fe，步骤4耐磨复合涂层制备工艺中，送粉速率15g/min，转移弧电流为150A之外，其他工艺及参数同实施例一，涂层厚度约1.0mm，涂层平均硬度62HRC。
这类耐磨板适用小中型挖掘机及装载机斗齿。
实施例三
除了步骤2铺展钨丝网丝径0.20mm，孔径0.31mm，步骤3表面层粉末原料准备中，粉末质量百分比为9.0％Ti、9.0％Ni、7.5％B4C，其余为Fe；步骤4耐磨复合涂层制备工艺中，送粉速率13g/min，转移弧电流为140A之外，其他工艺及参数同实施例一，涂层厚度约1.5mm，涂层平均硬度64HRC。
这类耐磨板适用于中型挖掘机及装载机斗齿。
图1是本发明耐磨涂层微观组织图，从图1可以看出：TiB2、TiC、WC、W2C、FeWB、Fe2B、Fe3(C,B)等陶瓷强化相沿钨丝网生长。