一种高速压摩法在挺杆表面制备耐磨涂层的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种耐磨涂层的制备方法。
【背景技术】
[0002]发动机不断向高速、大功率方向发展，这就不可避免地要增大配气机构的惯性力、接触面的滑动速度和弹簧的预紧力，使凸轮和挺杆间的接触应力增大，润滑条件更为苛刻，从而导致凸轮和挺杆早期失效。因此，对凸轮的表面进行改性以提高耐磨性能有着重要的意义。耐磨涂层的制备就是这样一种有效地手段。
[0003]近年来，耐磨涂层涂层制备方法有热喷涂、热压烧结、激光溶覆、电化学沉积和磁控溅射等几种，这些方法各有优缺点。其中电化学沉积方法形成速度较慢，且受到工件尺寸的限制，适合制备小厚度的涂层;磁控溅射方法制备涂层的效率虽然高，但受设备限制，生产成本较高;激光溶覆方法是近几年来发展起来的新技术，它是通过较高温度热源及较大的过冷度将耐磨粉末溶覆到基体表面，以获得一定厚度及所需性能的耐磨涂层。这种工艺已相对广泛，但在激光加热过程中的极高过冷度影响，导致涂层和基体之间温度梯度过大，在涂层或过度区产生较大热应力，导致裂纹的产生。另外，溶覆过程中产生较多气孔，激光烧结时基体与涂层的结合强度不足，同时从组织形态上来说，激光溶覆组织是一种快速凝固的铸态组织，存在着晶界偏析现象，这些因素会最终影响制备材料的使用性能;热喷涂方法在开放条件下进行，制备效率虽然较高，但喷涂过程粉末在高温下与空气接触，容易形成氧化物，影响涂层性能且污染严重;热压烧结是应用较为广泛的涂层制备手段，然而受设备尺寸要求，对磨具要求较高，通配性较差，不适合工业化生产。
[0004]然而运用高速压摩法将耐磨涂层制备在凸轮表面提高耐摩性能的做法还未有报道。
【发明内容】
[0005]为了克服上述现有技术存在的缺点，本发明的目的在于提供一种新型一种高速压摩法制备耐磨涂层的方法，该方法是以预先制备的CrFeMnNiCo耐磨涂层粉末为原料，将粉末按一定厚度均匀平铺在挺杆表面。采用与之配套的高速高压设备带动磨头旋转，以高速高压的形式将耐磨涂层粉末摩擦、镶嵌、粘结制备到钢板基体上，最终得到耐磨涂层。
[0006]为了解决上述问题，本发明采用以下技术方案如下:一种高速压摩法制备耐磨涂层的制备方法，其特征在于:该方法是以预先制备的CrFeMnNiCo耐磨涂层粉末为原料，将粉末按一定厚度均匀平铺在挺杆表面。采用与之配套的高速高压设备带动磨头旋转，以高速高压的形式将耐磨涂层粉末摩擦、镶嵌、粘结制备到挺杆表面上，最终得到耐磨涂层。
[0007]所述的高速压摩法在挺杆表面制备耐磨涂层的方法，其特征在于:由配套设备将磨头紧紧固定在夹持臂上，施加500-1000N的力将磨头压在挺杆表面，加持臂由电机带动顺时针旋转，转速1000-1500r/min，时间2_5s，停止后迅速拉升夹持臂，使得磨头于基体分离。
[0008]所述的制备耐磨涂层粉末材料的制备方法，其特征之于:所述的CrFeMnN i Co耐磨粉末化学成分配比为等摩尔比1:1:1:1:1，其纯度要求为99.9%。将粉末置于玛瑙罐中进行混合，充He气体保护，在机械球磨机中进行球磨，转速360min/s，球磨时间100h，球料比9:1，球磨后静置3小时，在手套箱中开罐。然后将混合粉末置于真空干燥箱中在100°C下烘干1小时，储存备用。
[0009]所述的高速压摩法在挺杆表面制备耐磨涂层的方法的磨头，其特征在于:所述的磨头磨损失效后可以更换，也可根据发动机挺杆型号更换不同尺寸大小的磨头。所述的磨头材料为耐高温且硬度高的陶瓷材料。
[0010]所述的高速压摩法在挺杆表面制备耐磨涂层的方法，其特征在于:所述的耐腐涂层厚度为10-600umo
[0011]所述的高速压摩法在挺杆表面制备耐磨涂层的方法，其特征在于:所述的挺杆表面用150号、600号砂纸分别打磨，去掉油污和氧化皮，漏出金属光泽，以增加界面结合能力。
[0012]所述的高速压摩法在挺杆表面制备耐磨涂层的方法的配套设备，其特征在于:底部由4组液压压力机支撑，以提供压力，压力机对挺杆施加一定的压力与磨头接触，磨头由固定销紧固在夹持臂的卡槽内，加持臂的上端为电机，在制备过程中提供旋转的动力。
[0013]所述的高速压摩法在挺杆表面制备耐磨涂层的方法，其特征在于:所述的将粉末按一定厚度均勾平铺在挺杆表面，厚度为l-3mm。
[0014]本发明设计原理如下:基于材料之间高速高压摩擦特性，将耐磨涂层材料均匀平铺在上发动机挺杆表面，在磨头的高速高压的带动下温度升高，涂层材料熔融粘结到发热软化的基体表面，形式为粘结、挂擦、镶嵌等表征特性，对基体热影响较小，减少了粉末中的相变，降低了基体材料的变形和内应力。同时时间短，效率高，对环境无污染、获到的涂层稳定性、硬度、耐摩性能和耐腐蚀性能极高。
[0015]本发明的有益效果在于:(1)本发明提供一种新型一种高速压摩法在挺杆表面制备耐磨涂层的方法，该方法采用与之配套的高速高压设备将粉末按一定厚度均匀平铺在挺杆表面。采用与之配套的高速高压设备带动磨头旋转，以高速高压的形式将耐磨涂层粉末摩擦、镶嵌、粘结制备到发动机挺杆表面上，从而获得成分稳定、耐磨性优良的涂层。(2)本发明一种新型一种高速压摩法在挺杆表面制备耐磨涂层的方法工艺与现有的耐磨涂层制备工艺相比不仅厚度可控、致密、基体结合强等特点，同时热影响区小的特点使得涂层稳定性、涂层的强度及耐磨性方面有着很大的帮助。结果证明，用该方法制备的耐腐涂层是一种非常有效的方法，填补了国内外耐腐涂层制备的空白。(3)本发明首创高速压摩法在挺杆制备涂层的方法相比传统制备方法相比，在设备方面更为紧凑简单，便于运用到不同型号的发动机挺杆表面，适配性得到大大提高。在效果方面制备的涂层更为致密，结合性能更优。
[0016]下面结合实施例及其附图对本发明做进一步说明。
【附图说明】
[0017]图1为本发明所用配套设备示意图；图中:1-夹持臂，2-磨头，3-发动机挺杆，4-液压压力机，5-挺杆基座。
[0018]图2为加持臂示意图；图中:11为旋转电机，12为固定槽;13为固定销。
[0019]图3为夹持臂的俯视图。
[0020]图4为本发明高速压摩法制备的耐磨涂层的电镜图片；图中:(a)涂层材