一种耐磨耐热低合金钢的制备方法与流程

文档序号:14481341阅读:159来源:国知局

本发明属于低合金钢加工技术领域,具体涉及一种耐磨耐热低合金钢的制备方法。



背景技术:

汽车的金属配套零件,不仅在结构强度与功能上有较高的要求,同时在机械加工上同样重要,这样的要求不仅是满足汽车使用的基本条件,同时也是安全可靠延长使用寿命的保障,现有技术中,生产汽车配件的钢材为普通的中低含量合金钢,因这些汽车金属配件在使用功能上一般是频繁的运动部件,磨损率很高,更换频繁,增加了维修成本,因此,如何提高低合金钢的耐磨性非常重要,同时在使用过程中,其表面的耐热性会影响低合金钢的耐磨性,因此,需要对低合金钢的以上缺陷进行研究。



技术实现要素:

本发明的目的是针对现有的问题,提供了一种耐磨耐热低合金钢的制备方法。

本发明是通过以下技术方案实现的:一种耐磨耐热低合金钢的制备方法,在低合金钢工件表面电镀镍铜钴三元合金,镍铜钴三元合金层的厚度为35-45μm,然后将上述处理后的工件埋没于防护料内,然后将其放入可密封的加热炉中,在氩气氛围下,在温度为450-550℃下保温4-6小时,然后升温至750-850℃下保温1-2小时;

其中,所述防护料包括以下重量份的原料:二氧化硅8-12份、磷酸镁3-5份、氧化锌2-6份、纳米二氧化钛1-5份、硫化脂肪酸酯6-8份。

作为对上述方案的进一步改进,低合金钢成分重量百分比:碳0.25-0.28%、硅0.28-0.32%、锰0.65-0.68%、磷0.001-0.003%、硫0.003-0.006%、铝0.036-0.042%、铬0.22-0.26%、镍0.015-0.037%、钼0.018-0.024%、钴0.022-0.025%、硼0.013-0.015%、钒0.0002-0.0004%、钨0.08-0.12%、砷0.0001-0.0003%、钛0.0005-0.0008%、铌0.004-0.008%,余量为铁和不可避免的杂质。

作为对上述方案的进一步改进,所述镍铜钴三元合金电镀液中六水硫酸镍、五水硫酸铜、七水硫酸钴的摩尔质量比为10:4:1,电镀温度为34-37℃,电流密度为2.3-2.8a/dm²。

作为对上述方案的进一步改进,所述镍铜钴三元合金电镀液的金属浓度为12-30g/l。

作为对上述方案的进一步改进,所述防护料在使用前在氮气氛围下球磨混合,混合粉末的粒径为20-600nm。

本发明相比现有技术具有以下优点:本发明中产品加工方法可控,所得产品质量稳定,通过电镀镍铜钴三元合金层和在其表面设置防护层结合,能够使其工件表面形成附着良好、密度均匀的防护层,镍铜钴三元合金作为过渡层,能够实现防护层与工件表面润湿特性,防护层在适当的高温条件下处理,能够得到硬质相的微观结构,在高温条件下其耐磨性保持较好,其表面硬度显著提高,扩大了低合金钢的应用范围。

具体实施方式

实施例1

一种耐磨耐热低合金钢的制备方法,在低合金钢工件表面电镀镍铜钴三元合金,镍铜钴三元合金层的厚度为40μm,然后将上述处理后的工件埋没于防护料内,然后将其放入可密封的加热炉中,在氩气氛围下,在温度为500℃下保温5小时,然后升温至800℃下保温1.5小时;

其中,所述防护料包括以下重量份的原料:二氧化硅10份、磷酸镁4份、氧化锌4份、纳米二氧化钛3份、硫化脂肪酸酯7份。

其中,低合金钢成分重量百分比:碳0.27%、硅0.3%、锰0.66%、磷0.002%、硫0.005%、铝0.038%、铬0.24%、镍0.024%、钼0.02%、钴0.024%、硼0.014%、钒0.0003%、钨0.1%、砷0.0002%、钛0.0005%、铌0.006%,余量为铁和不可避免的杂质。

其中,所述镍铜钴三元合金电镀液中六水硫酸镍、五水硫酸铜、七水硫酸钴的摩尔质量比为10:4:1,电镀温度为36℃,电流密度为2.5a/dm²;所述镍铜钴三元合金电镀液的金属浓度为20g/l。

其中,所述防护料在使用前在氮气氛围下球磨混合,混合粉末的粒径为20-600nm。

对其进行硬度检测,得到其表面硬度为hrc63,冲击韧性值为142.8j/cm²,在温度为200℃的条件下处理24小时后,冲击韧性值保持率为99.9%。

实施例2

一种耐磨耐热低合金钢的制备方法,在低合金钢工件表面电镀镍铜钴三元合金,镍铜钴三元合金层的厚度为35μm,然后将上述处理后的工件埋没于防护料内,然后将其放入可密封的加热炉中,在氩气氛围下,在温度为550℃下保温4小时,然后升温至850℃下保温1小时;

其中,所述防护料包括以下重量份的原料:二氧化硅12份、磷酸镁3份、氧化锌2份、纳米二氧化钛5份、硫化脂肪酸酯6份。

其中,低合金钢成分重量百分比:碳0.25%、硅0.32%、锰0.65%、磷0.003%、硫0.006%、铝0.036%、铬0.26%、镍0.015%、钼0.018%、钴0.022%、硼0.015%、钒0.0004%、钨0.08%、砷0.0001%、钛0.0005%、铌0.008%,余量为铁和不可避免的杂质。

其中,所述镍铜钴三元合金电镀液中六水硫酸镍、五水硫酸铜、七水硫酸钴的摩尔质量比为10:4:1,电镀温度为34℃,电流密度为2.3a/dm²;所述镍铜钴三元合金电镀液的金属浓度为30g/l。

其中,所述防护料在使用前在氮气氛围下球磨混合,混合粉末的粒径为20-600nm。

对其进行硬度检测,得到其表面硬度为hrc65,冲击韧性值为143.5j/cm²,在温度为200℃的条件下处理24小时后,冲击韧性值保持率为99.9%。

实施例3

一种耐磨耐热低合金钢的制备方法,在低合金钢工件表面电镀镍铜钴三元合金,镍铜钴三元合金层的厚度为45μm,然后将上述处理后的工件埋没于防护料内,然后将其放入可密封的加热炉中,在氩气氛围下,在温度为450℃下保温6小时,然后升温至750℃下保温2小时;

其中,所述防护料包括以下重量份的原料:二氧化硅8份、磷酸镁5份、氧化锌6份、纳米二氧化钛1份、硫化脂肪酸酯8份。

其中,低合金钢成分重量百分比:碳0.28%、硅0.28%、锰0.68%、磷0.001%、硫0.003%、铝0.042%、铬0.22%、镍0.037%、钼0.024%、钴0.025%、硼0.013%、钒0.0002%、钨0.12%、砷0.0003%、钛0.0008%、铌0.004%,余量为铁和不可避免的杂质。

其中,所述镍铜钴三元合金电镀液中六水硫酸镍、五水硫酸铜、七水硫酸钴的摩尔质量比为10:4:1,电镀温度为37℃,电流密度为2.8a/dm²;所述镍铜钴三元合金电镀液的金属浓度为12g/l。

其中,所述防护料在使用前在氮气氛围下球磨混合,混合粉末的粒径为20-600nm。

对其进行硬度检测,得到其表面硬度为hrc64,冲击韧性值为142.5j/cm²,在温度为200℃的条件下处理24小时后,冲击韧性值保持率为99.9%。

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