一種液壓杆的材料表面強化工藝的製作方法

2024-02-06 22:09:15 1

本發明屬於材料表面加工領域，尤其是涉及一種液壓杆的材料表面強化工藝。

背景技術：

液壓缸通過杆狀部件的往復運動或擺動將液壓能轉變為機械能，具有結構簡單、運動平穩可靠的優點，在各種機械的驅動系統中被廣泛使用，如液壓油缸主要由缸筒、液壓杆、活塞、端蓋幾部分組成。液壓杆是支持液壓缸做工的連接部件，需要承擔頻繁高速的往復運動承力，負載大，對材料的要求性能高，其質量的好壞直接影響整個產品的壽命和可靠性，要求具有良好的強度和硬度，抗磨損能力，並且由於浸泡在油中，需要具有良好的抗腐蝕性能。傳統液壓杆採用普通45#鋼調質處理後，調質過程中消耗大量能源，並且缺少表面強化，缺少所需要的抗磨損和抗腐蝕能力。

技術實現要素：

為解決上述技術問題，本發明提供了一種液壓杆的材料表面強化工藝，採用雷射熔覆的方法為液壓杆表面增加塗層，改善了性能。

本發明完整的技術方案包括：

一種液壓杆的材料表面強化工藝，其特徵在於，包括如下步驟：

1)機械合金化製備合金化粉體：按質量比稱取合金化粉體原料，放入高速行星球磨機的球磨罐，加入磨球，和CCl4溶劑作為抗氧化劑，充入氬氣作為保護氣體進行球磨，球磨結束後，將得到的漿料在真空中乾燥，過200目篩，獲得合金化粉體，

2)熔覆料製備：隨後在合金化粉體中加入水玻璃，放入高速行星球磨機的球磨罐進行二次球磨，球磨過程充入氬氣保護氣，得到熔覆料。

3)將液壓杆表面經超聲波清洗去除油汙，並採用含氟氣體去除鈍化膜，首先預熱到100-130℃，隨後將熔覆料覆在液壓杆表面，厚度為0.5-1.5mm，並在保溫爐中在100-150℃下烘烤0.5h；

4)採用CO2雷射器對液壓杆表面進行逐層雷射掃描加熱，融化所述熔覆料並使其附著在液壓杆表面，雷射器功率為2-4KW，電流為250-280A，雷射掃描速度為6-8mm/s，光束直徑為1.8-2.2mm，熔覆過程通氬氣保護，氬氣流量為為20～30L/min。

5)熔覆結束後對液壓杆進行去應力熱處理。

所述步驟1)中，磨球為氧化鋁或氧化鋯磨球，球料比30：1，轉速為800-1000r/min，球磨時間24-36h。

所述步驟1)中，加入佔原料質量5％-12％的CCl4溶劑。

所述步驟1)中，將得到的漿料在真空120-180℃下乾燥1-2h。

所述步驟2)中，加入佔粉體質量2.2-2.5％的水玻璃，轉速為100-150r/min，球磨時間1-2h。

所述的合金化粉體組分百分比為C：0.85％-1.43％；Mn：0.75％；Cr：11.35％-13.45％；V：0.02％-0.0％；B：0.003-0.005％；La：0.002％-0.006％；SiC：0.41-0.43％；WC：0.62-0.95％，其餘為Fe。

液壓杆所用材料組分的重量百分比為：C：0.31％-0.33％；Si：0.36％-0.38％；Mn：1.25％-1.33％；Cr：0.53％-0.55％；Mo0％-0.009％；Ni：0.12％-0.17％；Cu：0.12％-0.17％，N：0.05％-0.15％；S：少於0.030％；P：少於0.030％；餘量為鐵。

本發明相對於現有技術的優點在於：塗層組分採用高Cr組分，在合金表面形成緻密氧化膜，提高了合金的抗腐蝕能力，同時摻雜改性的陶瓷顆粒碳化矽和碳化鎢，提高了合金的耐磨性，同時增加稀土改性，提高其機械合金化程度，採用球磨法機械合金化的方法製備，使合金粉末充分合金化，並且溶劑避免了合金化過程的氧化，採用二次球磨的方式加入粘結劑，提高了粘結劑的分散程度，採用雷射熔覆的方法製備塗層，界面結合穩定，避免了高應力產生的裂紋。

具體實施方式

下面結合具體實施方式對本發明做進一步說明。

一種液壓杆的材料表面強化工藝，液壓杆所用鋼的材料組分的重量百分比為：C：0.31％-0.33％；Si：0.36％-0.38％；Mn：1.25％-1.33％；Cr：0.53％-0.55％；Mo0％-0.009％；Ni：0.12％-0.17％；Cu：0.12％-0.17％，N：0.05％-0.15％；S：少於0.030％；P：少於0.030％；餘量為鐵。

將上述材料的鋼經鍛壓後得到所述的液壓杆，隨後製備合金化粉末，所述的合金化粉末組分百分比為C：0.85％-1.43％；Mn：0.75％；Cr：11.35％-13.45％；V：0.02％-0.0％；B：0.003-0.005％；La：0.002％-0.006％；SiC：0.41-0.43％；WC：0.62-0.95％，其餘為Fe及不可避免的雜質。

按上述質量比稱取原料，放入高速行星球磨機的球磨罐，選擇氧化鋯磨球，球料比30：1，加入佔原料質量10％的CCl4溶劑作為抗氧化劑，充入氬氣作為保護氣體進行球磨，轉速為800-1000r/min，球磨時間24-36h，球磨結束後，將得到的漿料在真空120-180℃下乾燥1-2h，過200目篩，獲得合金化粉體，隨後加入佔粉體質量2.2-2.5％的水玻璃，放入高速行星球磨機的球磨罐進行二次球磨，球磨過程充入氬氣保護氣，轉速為100-150r/min，球磨時間1-2h，得到熔覆料。將液壓杆表面經超聲波清洗去除油汙，並採用含氟氣體去除鈍化膜，首先預熱到100-130℃，隨後將熔覆料覆在液壓杆表面，厚度為0.5-1.5mm，並在保溫爐中在100-150℃下烘烤0.5h；採用CO2雷射器對液壓杆表面進行逐層雷射掃描加熱，融化所述熔覆料並使其附著在液壓杆表面，雷射器功率為2-4KW，電流為250-280A，雷射掃描速度為6-8mm/s，光束直徑為1.8-2.2mm，熔覆過程通氬氣保護，氬氣流量為20～30L/min。

熔覆結束後對液壓杆進行正火或退火熱處理。

以上所述，僅是本發明的較佳實施例，並非對本發明作任何限制，凡是根據本發明技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結構變化，均仍屬於本發明技術方案的保護範圍內。