一种激光熔覆后镀铬复合涂层制备方法与流程

本发明涉及金属加工领域，具体涉及一种激光熔覆后镀铬复合涂层制备方法。

背景技术：

1、随着工程机械对液压零部件提出越来越高的要求，液压零部件中的油缸是工程机械的重要部分，其中油缸在使用过程中，活塞杆耐磨耐腐蚀性能直接影响主机使用。

2、活塞杆的表面处理方式目前分为两类，电镀和非电镀，其中电镀成本低为主要处理方式，非电镀方式有激光熔覆、等离子和超音速等等，目前用于高端产品，如海工工况下。近年来环保越来越严格，电镀作为环保部门重点关注对象，所以目前在成本和效率方面能够取代电镀的方式，越来越迫切。

3、现有的工艺中，一般机械设备在室外环境使用，使用工况的不同，导致一些机械设备的液压零部件很容易发生锈蚀，特别是工况环境恶劣，如海洋环境，矿区或者受污染地方，活塞杆暴露在该环境中，极易发生腐蚀，导致机械设备不能工作，采用镍铬复合电镀由于镍电镀的成本、环保、和脱落失效风险等问题，特别是在大产品上的使用，合格率直接下降，也无法解决该问题，因此急需出现一种新的工艺解决该问题。

技术实现思路

1、针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种激光熔覆后镀铬复合涂层制备方法，采用激光熔覆作为底层，表面电镀硬铬工艺，解决了目前对于防腐蚀要求高的，均采用镀镍铬复合镀工艺，而以激光熔覆层取代镍层作为底层，达到比镍铬复合电镀更好的耐腐蚀性能，更解决了单用激光熔覆层硬度不足等问题，较少采用电镀方法镀层厚度，从而达到环保要求。

2、为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种激光熔覆后镀铬复合涂层制备方法，包括如下步骤：

3、（1）激光熔覆：将铁基合金采用激光熔覆工艺加工至金属表面；

4、（2）检测：检测铁基合金层是否符合要求，对不符合要求的铁基合金层进行表面处理；

5、（3）铁基合金层抛光：对符合要求的铁基合金层进行抛光处理；

6、（4）电镀：对抛光后的铁基合金层表面镀铬处理；

7、（5）镀铬层抛光：对镀铬层的表面进行抛光处理。

8、进一步的，在激光熔覆前还需要对金属进行预处理: 打磨金属表面氧化层，并用酒精擦拭、吹干。

9、进一步的，还进行喷砂毛化处理。

10、进一步的，步骤（1）中将铁基合金粉末在通入保护气体的条件下，通过同轴送粉激光熔覆于金属表面，室温条件下快速冷却形成一层铁基合金层。

11、进一步的，激光熔覆的设置：激光功率密度：3.5-5kw、光斑直径：1.0-1.2mm、熔覆头移动速度：0.5-0.6 mm/转、线速度：10-30m/min、稀释率：1%以下、厚度：0.1-2mm、硬度：hrc50以下；铁基合金粉末穿越激光束，与激光束相互作用产生等离子弧，在激光和等离子弧的联合作用下，在光斑位置形成铁基合金层。

12、进一步的，步骤（2）中的表面处理为车削和磨削处理中的至少一种，所述车削：采用车床对金属表面的铁基合金层进行车削，表面粗糙度达到ra1.5-1.7之间，磨削：对车削后的铁基合金层进行磨削，使其表面粗糙度达到ra0.7-0.9之间，直线度达到0.9-1.2/1000，不符合要求的条件，熔覆后的铁基合金层表面粗糙度不在ra0.7-0.9之间，直线度不在0.9-1.2/1000之间。

13、进一步的，步骤（4）中电镀：反刻电流密度10-30a/dm2、反刻温度50-60℃、镀硬铬电流密度10-50a/dm2、镀硬铬温度50-60℃、厚度20-50μm、硬度hv800以上。

14、进一步的， 所述步骤（3）、（5）抛光：采用砂纸，将铁基合金层和镀铬层的表面抛光至ra0.2。

15、本发明的有益效果是：

16、1)、替代电镀镍或较少铬层厚度，减少环保风险。

17、2)、耐腐蚀性能更高，激光熔覆底层即可满足高耐腐蚀要求。

18、3)、表面磨削后即可激光熔覆，抛光后即可电镀，工艺简单。

19、4)、激光熔覆结合力为冶金结合，较镀镍结合力，不会产生镀层脱落失效。

技术特征：

1.一种激光熔覆后镀铬复合涂层制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的所述一种激光熔覆后镀铬复合涂层制备方法，其特征在于，在激光熔覆前还需要对金属进行预处理: 打磨金属表面氧化层，并用酒精擦拭、吹干。

3.根据权利要求2所述的所述一种激光熔覆后镀铬复合涂层制备方法，其特征在于，还进行喷砂毛化处理。

4.根据权利要求1所述的所述一种激光熔覆后镀铬复合涂层制备方法，其特征在于，步骤（1）中将铁基合金粉末在通入保护气体的条件下，通过同轴送粉激光熔覆于金属表面，室温条件下快速冷却形成一层铁基合金层。

5.根据权利要求4所述的所述一种激光熔覆后镀铬复合涂层制备方法，其特征在于，激光熔覆的设置：激光功率密度：3.5-5kw、光斑直径：1.0-1.2mm、熔覆头移动速度：0.5-0.6mm/转、线速度：10-30m/min、稀释率：1%以下、厚度：0.1-2mm、硬度：hrc50以下；铁基合金粉末穿越激光束，与激光束相互作用产生等离子弧，在激光和等离子弧的联合作用下，在光斑位置形成铁基合金层。

6.根据权利要求1所述的所述一种激光熔覆后镀铬复合涂层制备方法，其特征在于，步骤（2）中的表面处理为车削和磨削处理中的至少一种，所述车削：采用车床对金属表面的铁基合金层进行车削，表面粗糙度达到ra1.5-1.7之间，磨削：对车削后的铁基合金层进行磨削，使其表面粗糙度达到ra0.7-0.9之间，直线度达到0.9-1.2/1000，不符合要求的条件，熔覆后的铁基合金层表面粗糙度不在ra0.7-0.9之间，直线度不在0.9-1.2/1000之间。

7.根据权利要求1所述的所述一种激光熔覆后镀铬复合涂层制备方法，其特征在于，步骤（4）中电镀：反刻电流密度10-30a/dm2、反刻温度50-60℃、镀硬铬电流密度10-50a/dm2、镀硬铬温度50-60℃、厚度20-50μm、硬度hv800以上。

8.根据权利要求1所述的所述一种激光熔覆后镀铬复合涂层制备方法，其特征在于，所述步骤（3）、（5）抛光：采用砂纸，将铁基合金层和镀铬层的表面抛光至ra0.2。

技术总结
本发明公开一种激光熔覆后镀铬复合涂层制备方法，包括如下步骤：将铁基合金采用激光熔覆工艺加工至金属表面；检测铁基合金层是否符合要求，对不符合要求的铁基合金层进行表面处理；对符合要求的铁基合金层进行抛光处理；对抛光后的铁基合金层表面镀铬处理；对镀铬层的表面进行抛光处理，而以激光熔覆层取代镍层作为底层，达到比镍铬复合电镀更好的耐腐蚀性能，更解决了单用激光熔覆层硬度不足等问题，较少采用电镀方法镀层厚度，从而达到环保要求。

技术研发人员：张传波,盛红瑞,韦金钰,刘龙
受保护的技术使用者：徐州徐工液压件有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/25