專(zhuān)利名稱(chēng)：一種表面合金化強(qiáng)化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種表面合金化強(qiáng)化方法，屬于復(fù)合電鍍技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
高速耐磨表面強(qiáng)化方法，一直是獲得減少磨損量、降低摩擦系數(shù)的摩擦副的一個(gè)重要手段，不同的表面零件部件處理方式所達(dá)到的效果并不相同，當(dāng)然不同的生產(chǎn)使用狀況，也對(duì)摩擦副處理方法的選擇也不相同，摩擦副的質(zhì)量是其使用壽命和應(yīng)用效果關(guān)鍵所在。目前，重載低速摩擦副一般采用全基體均具有耐磨減摩功能的材料來(lái)完成，或者犧牲摩擦副的一個(gè)低成本、易更換對(duì)摩擦副，使之成為易耗件，但是更換頻繁必然影響增加停車(chē)檢修的總時(shí)間，因此在工程應(yīng)用中經(jīng)常采用先進(jìn)技術(shù)來(lái)提高兩個(gè)摩擦副的強(qiáng)度硬度或表面涂覆增加降低摩擦系數(shù)的涂層或顆粒等手段達(dá)到提高使用壽命的目的，而在高速輕載摩擦副一般采用表面強(qiáng)化就能在低成本下獲得不錯(cuò)的綜合使用效果。在高速滑動(dòng)摩擦環(huán)境狀況下，高強(qiáng)高硬度的鋼鐵摩擦副或因?yàn)閷?duì)磨磨合期或走熟過(guò)程中，產(chǎn)生火花，使淬火形成的馬氏體局部分解脫碳，最后在兩個(gè)摩擦副零件表面形成犁溝或者熱蝕疲勞帶等缺陷，帶來(lái)摩擦副的摩擦面粗糙度增加而跳動(dòng)加劇，反而達(dá)不到摩擦副的穩(wěn)定運(yùn)行效果，又因?yàn)榈吞间摮杀镜土谥圃旄咚佥p載零部件具有較高的成本優(yōu)勢(shì)，因此工農(nóng)業(yè)中這類(lèi)工程構(gòu)件應(yīng)用量非常大，如輕紡行業(yè)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是解決現(xiàn)有技術(shù)中的問(wèn)題，提高材料表面紅硬性，以達(dá)到零件在高速摩擦初期的火花降低，減少磨合期形成的缺陷，并最終成倍提高零件的使用壽命。本發(fā)明提供了一種表面強(qiáng)化工藝路線，解決了當(dāng)前生產(chǎn)過(guò)程中的輕載高速摩擦副壽命短的不足之處。首先在低碳低合金鋼零件表面通過(guò)電鍍將減磨耐磨的Si3N4顆粒、WC、CrC, VC耐磨等顆粒共鍍到工 件表面，使形成5 50 μ m的合金復(fù)合鍍層；然后，再在中性氣氛高溫度下做熱處理擴(kuò)散，再次通入高碳勢(shì)氣氛做傳統(tǒng)的滲碳或碳氮共滲等工藝處理，處理時(shí)間相對(duì)傳統(tǒng)工藝較短，最后再加入擴(kuò)散時(shí)間使碳在金屬中擴(kuò)散獲得一個(gè)較大的過(guò)渡層后，出爐淬火后低溫回火，經(jīng)簡(jiǎn)單磨光后成為表面達(dá)到冶金結(jié)合的合金強(qiáng)化層，該層因?yàn)橛懈吣湍ヮw粒，提高材料紅硬性的碳化物顆粒，因此，在工件磨合期摩擦副的損傷將大大降低，同時(shí)與僅采用滲碳淬火工藝獲得的零件相比，能夠顯著提高零件的耐磨性能，使用壽命也成倍提高。本發(fā)明的表面合金化強(qiáng)化方法，包括如下步驟:(I)首先，配制電鍍液主鹽溶液，以氯化亞鐵、硫酸亞鐵鹽或者硫酸亞鐵銨等作為主鹽，加入強(qiáng)碳化物形成元素作為耐磨合金元素的鹽，如三價(jià)鉻鹽作為合金鹽，并加入抗氧化劑、消泡劑、光亮劑等，獲得澄清電鍍液主鹽溶液；(2)將耐磨減磨顆粒進(jìn)行超聲分散，加入到電鍍液主鹽溶液中，再加入分散劑，進(jìn)
一步超聲分散；
(3)靜置，除去> 5 μ m的粗顆粒，留下I 5 μ m的顆粒，獲得復(fù)合電鍍液；(4)進(jìn)行電鍍，將耐磨減磨顆粒共鍍到工件表面，形成5 50 μ m的合金復(fù)合鍍層；電鍍過(guò)程中，不斷攪拌液體，防止復(fù)合顆粒沉淀于鍍槽底部，陽(yáng)極材料采用低碳鋼或工業(yè)純鐵，并依據(jù)電流密度，工件大小，調(diào)整陽(yáng)極面積。(5)電鍍完成后采用高于電鍍液的熱純水清洗，放入烘箱內(nèi)加熱干燥，溫度為100 150。。；(6)將干燥后的工件趁熱換掛具轉(zhuǎn)入中性氣氛爐內(nèi)加熱擴(kuò)散并去應(yīng)力退火，溫度為750 800°C，使電鍍層與基體達(dá)到冶金結(jié)合；(7)將去應(yīng)力退火后的表面電鍍合金化工件進(jìn)行滲碳或碳氮共滲淬火，淬火后進(jìn)行去應(yīng)力低溫回火，工件表面層獲得理想的高硬度合金馬氏體組織；(8)出爐后進(jìn)行表面拋光，獲得成品。步驟(I)中，所述的耐磨合金元素的鹽優(yōu)選為CrCl3。步驟⑵中，所述的耐磨減磨顆粒為Si3N4、WC、CrC或VC顆粒等,其粒徑< 5 μ m。步驟(3)中，所述復(fù)合電鍍液中，CrCl3濃度為0.1 0.6mol/l, FeCl2、硫酸亞鐵或硫酸亞鐵銨濃度為0.1 0.8mol/l，所述的耐磨減磨顆粒在鍍液中的加入量為I 15g/L0
步驟(7)中，所述的滲碳以丙酮做碳源時(shí)，910°C滲碳，保溫I小時(shí)，然后隨爐冷至850°C出爐油淬火；所述的碳氮共滲為在840°C保溫I小時(shí)，然后出爐油淬火。步驟(7)中，優(yōu)選的，為防止?jié)B碳層碳含量過(guò)高，還應(yīng)先做均勻化擴(kuò)散后再淬火。步驟(7)中，所述的去應(yīng)力低溫回火為在150°C下保溫2小時(shí)。本發(fā)明是一種輕載高速摩擦副長(zhǎng)壽命表面合金強(qiáng)化手段，采用電鍍作表面合金化，既可以采用鍍液合金共沉積，也可以采用微粒復(fù)合電鍍方法達(dá)到合金化的目的。合金化后采用傳統(tǒng)的化學(xué)熱處理得到冶金結(jié)合的表面強(qiáng)化涂層，使零件耐用度顯著提高。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:1、采用合金電鍍共沉積獲得表面合金化鍍層，再經(jīng)過(guò)滲碳或碳氮共滲法獲得高硬高耐磨表面合金鍍層，獲得表面均勻致密的耐磨合金滲碳體作為耐磨功能層。2、采用復(fù)合電鍍思想，使得耐磨碳化物或氮化物粉末與粘結(jié)電沉積鐵或者鐵鉻合金均勻沉積到低碳鋼基體上形成復(fù)合鍍層，達(dá)到表面合金化目的，滲碳淬火后形成耐磨功能層；3、電鍍合金液的合金元素可根據(jù)需要配置不同種類(lèi)和不同百分比濃度，使獲得的合金鍍層可調(diào)，如鉻含量可由O 30%間調(diào)整。4、復(fù)合鍍層可由一種或多種耐磨減摩顆粒組成，鍍液要做充分分散，并還可以按工件的使用要求做梯度添加，形成具有顆粒濃度梯度的復(fù)合鍍層。5、鍍液中的合金提供液體可以單獨(dú)配制，在電鍍不同階段合理添加，使形成合金沉積呈合金濃度有一定梯度，形成梯度鍍層。本發(fā)明方法適用于各種高速輕載摩擦副的表面強(qiáng)化層加工?？刹捎玫统杀九可a(chǎn)高質(zhì)量、長(zhǎng)壽命的零件。下面通過(guò)附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明，但并不意味著對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制。
圖1為電鍍裝置示意圖。圖2為滲碳裝置示意圖。圖3熱處理前化學(xué)鍍層拋光后表面的SEM形貌(1500X)。圖4熱處理前鍍層縱切面的SEM形貌(2000 X)。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的表面合金化強(qiáng)化方法，包括如下步驟:(I)首先，配制電鍍液，鍍液多采用氯化物或者采用硫酸亞鐵鹽或者硫酸亞鐵銨等作為主鹽，加入強(qiáng)碳化物形成元素作為耐磨合金元素的鹽，如三價(jià)鉻鹽作為合金鹽，并加入抗氧化劑、消泡劑、光亮劑等，獲得澄清鍍液主鹽溶液，CrCl3濃度為0.1 0.6mol/l,FeCl2,硫酸亞鐵或硫酸亞鐵銨為0.1 0.8mol/L.
(2)將耐磨減磨顆粒Si3N4、WC、CrC, VC顆粒等進(jìn)行超聲分散，并加入到鍍液中，加入量在I 15g/L間，并加入少量的分散劑，再進(jìn)一步超聲分散。(3)靜置一段時(shí)間，將顆粒較大的粗顆粒(如超過(guò)5um的顆粒)除去，留下I 5um的，成為最終復(fù)合電鍍液。(4)電鍍過(guò)程中，不斷攪拌液體，防止復(fù)合顆粒沉淀于鍍槽底部，陽(yáng)極材料采用低碳鋼或工業(yè)純鐵，并依據(jù)電流密度，工件大小，調(diào)整陽(yáng)極面積。耐磨減磨顆粒共鍍到工件表面,形成5 50 μ m的合金復(fù)合鍍層；(5)電鍍完成后采用高于電鍍`液的熱純水清洗后，放入烘箱內(nèi)加熱干燥，溫度在100 150。。。(6)將干燥后的工件趁熱換掛具轉(zhuǎn)入中性氣氛爐內(nèi)加熱擴(kuò)散并去應(yīng)力退火，溫度達(dá)到750 800°C，保溫I小時(shí)，工件較大時(shí)應(yīng)計(jì)算保溫時(shí)間，使電鍍層與基體達(dá)到冶金結(jié)
八
口 ο(7)將去應(yīng)力退火后的表面電鍍合金化工件進(jìn)行滲碳或碳氮共滲淬火并防止?jié)B碳層碳含量過(guò)高，還應(yīng)做均勻化擴(kuò)散后再淬火，工件表面層獲得理想的高硬度合金馬氏體組織。如滲碳為丙酮做碳源時(shí)，910°C滲碳，保溫I小時(shí)，并隨爐冷至850°C出爐油淬火；碳氮共滲溫度為840°C保溫I小時(shí)，然后出爐油淬火；淬火后馬上作去應(yīng)力低溫回火150 200°C并保溫2小時(shí)。(8)出爐后進(jìn)行表面拋光獲得成品。實(shí)施例1本發(fā)明的表面合金化強(qiáng)化方法，包括如下步驟:(I)配置電鍍液，多采用氯化物或者采用硫酸亞鐵鹽或者硫酸亞鐵銨等作為主鹽，加入強(qiáng)碳化物形成元素作為耐磨合金元素的鹽，如三價(jià)鉻鹽作為合金鹽，并加入抗氧化劑(VC)、消泡劑、光亮劑、去應(yīng)力劑糖精等，獲得澄清鍍液主鹽溶液。(2)將耐磨減磨顆粒Si3N4顆粒進(jìn)行超聲分散，分散劑是為0P，加入lml/1，超聲分散至少10分鐘，然后加入到鍍液中，上述顆粒添加量一般在10g/L，然后再加入少量的，如lml/1分散劑OP，進(jìn)一步超聲分散10分鐘。(3)靜置一段時(shí)間(I 2分鐘)，將已經(jīng)沉底的顆粒較大的粗顆粒(超過(guò)約5um的顆粒)除去，配制成為最終復(fù)合電鍍液。具體組成如下:CrCl3.6H20 0.6mol/l, FeCl2.4H20 0.lmol/1, NH4Cl 0.4mol/l, NaBr 0.lmol/1,H3BO3 0.lmol/1,氨基乙酸 0.7mol/l,顆粒 Si3N4 d50 = 3 μ m 5g/L。(4)電鍍:采用圖1所示的電鍍裝置，該電鍍裝置由陽(yáng)極1、陰極2、加熱器3、攪拌器4、鍍槽
5、工件6和電源控制柜7組成。電鍍時(shí)，鍍液pH = I 3之間，溫度為30°C，采用鹽酸調(diào)節(jié)pH值。直流電鍍，電流密度10 30A/dm2，時(shí)間I小時(shí)。電鍍過(guò)程中，不斷攪拌電鍍液體，防止復(fù)合顆粒沉淀于鍍槽底部，陽(yáng)極材料采用低碳鋼或工業(yè)純鐵，并依據(jù)電流密度，工件大小，調(diào)整陽(yáng)極面積。耐磨減磨顆粒共鍍到工件表面,形成20 μ m厚的合金復(fù)合鍍層；(5)電鍍完成后采用高于電鍍液的熱純水清洗后，放入烘箱內(nèi)加熱干燥，溫度在100 150。。。(6)將干燥后的工件趁熱換掛具轉(zhuǎn)入中性氣氛爐內(nèi)加熱擴(kuò)散并去應(yīng)力退火，溫度達(dá)到750 800°C，保溫I小時(shí)，使電鍍層與基體達(dá)到冶金結(jié)合。(7)將去應(yīng)力退火后的表面電鍍合金化工件進(jìn)行滲碳或碳氮共滲淬火，一般傳統(tǒng)滲碳工藝即可，滲碳裝置如圖2所示，如滲碳以丙酮做碳源時(shí)，在910°C滲碳，保溫I小時(shí)，然后隨爐冷至850°C出爐油淬火；淬火后馬上作去應(yīng)力低溫回火180°C保溫2小時(shí)。為防止?jié)B碳層碳含量過(guò)高，還應(yīng)做均勻化碳擴(kuò)散后再淬火，工件表面層獲得理想的高硬度合金馬氏體組織。出爐后進(jìn)行表面拋光獲得成品。圖3是熱處理前化學(xué)鍍層拋光后表面的SEM形貌(1500X)，圖4是熱處理前鍍層縱切面的SEM形貌(2000X)。表面合金化處理后，工件表面顯微硬度達(dá)到HV0.2900左右，紡紗鋼領(lǐng)使用性能從原來(lái)壽命3個(gè)月提高到現(xiàn)在的I年2個(gè)月，且該批鋼領(lǐng)仍在服役之中。實(shí)施例2本發(fā)明的表面合金化強(qiáng)化方法，包括如下步驟:(I)配置電鍍液，多采用氯化物或者采用硫酸亞鐵鹽或者硫酸亞鐵銨等作為主鹽，加入強(qiáng)碳化物形成元素作為耐磨合金元素的鹽，如三價(jià)鉻鹽作為合金鹽，并加入適量抗氧化劑(VC)、消泡劑、光亮劑、去應(yīng)力劑糖精等，獲得澄清鍍液主鹽溶液。(2)將耐磨減磨顆粒WC顆粒加入到主鹽溶液，顆粒添加量為15g/L，然后再加入少量分散劑，如lml/1分散劑0P，進(jìn)行超聲分散10分鐘。(3)靜置一段時(shí)間(I 2分鐘)，將已經(jīng)沉底的顆粒較大的粗顆粒(超過(guò)約5um的顆粒)除去，配制成為最終復(fù)合電鍍液。具體組成如下:
CrCl3.6H20 0.lmol/1, FeCl2.4H20 0.6mol/l, NaBr 0.lmol/1, H3BO3 0.lmol/1,氨基乙酸 0.7mol/l,顆粒 WC d50 = 2 μ m 15g/L。(4)電鍍:采用圖1所示的電鍍裝置，電鍍時(shí)，鍍液pH = I 3之間，溫度為30°C，采用鹽酸調(diào)節(jié)pH值。采用直流電鍍，電流密度20A/dm2，時(shí)間20min。電鍍過(guò)程中，不斷攪拌電鍍液體，防止復(fù)合顆粒沉淀于鍍槽底部，陽(yáng)極材料采用低碳鋼或工業(yè)純鐵，并依據(jù)電流密度，工件大小，調(diào)整陽(yáng)極面積。耐磨減磨顆粒共鍍到工件表面,形成15 μ m厚的合金復(fù)合鍍層；(5)電鍍完成后采用高于電鍍液的熱純水清洗后，放入烘箱內(nèi)加熱干燥，溫度在100 150。。。(6)將干燥后的工件趁熱換掛具轉(zhuǎn)入中性氣氛爐內(nèi)加熱擴(kuò)散并去應(yīng)力退火，溫度達(dá)到750 800°C，保溫I小時(shí)，使電鍍層與基體達(dá)到冶金結(jié)合。(7)將去應(yīng)力退火后的表面電鍍合金化工件馬上進(jìn)行碳氮共滲淬火，一般傳統(tǒng)碳氮共滲工藝即可，如碳 氮共滲溫度為840°C時(shí)間2小時(shí)，擴(kuò)散I小時(shí)，然后出爐油淬火；淬火后馬上作去應(yīng)力低溫回火如200°C保溫2小時(shí)。工件表面層獲得理想的高硬度合金馬氏體組織。出爐后進(jìn)行表面拋光獲得成品。實(shí)施例3本發(fā)明的表面合金化強(qiáng)化方法，包括如下步驟:(I)配置電鍍液，多采用氯化物或者采用硫酸亞鐵鹽或者硫酸亞鐵銨等作為主鹽，加入強(qiáng)碳化物形成元素作為耐磨合金元素的鹽，如三價(jià)鉻鹽作為合金鹽，并加入抗氧化劑(VC)、消泡劑、光亮劑糖精等，獲得澄清鍍液主鹽溶液。(2)將耐磨減磨顆粒CrC顆粒等進(jìn)行超聲分散，分散劑是為0P，加入lml/1，超聲分散至少10分鐘，然后加入到鍍液中，上述顆粒添加量一般在10g/L，然后再加入少量的，如lml/1分散劑0P，進(jìn)一步超聲分散10分鐘。(3)靜置一段時(shí)間(I 2分鐘)，將已經(jīng)沉底的顆粒較大的粗顆粒(超過(guò)約5um的顆粒)除去，配制成為最終復(fù)合電鍍液。具體組成如下:(NH4)2Fe(SO4)2.6H20 0.8mol/l, NH4Cl 0.3mol/l，H3BO3 0.lmol/1，抗壞血酸 2g/L,顆粒 CrC d50 = 3 μ m 10g/L。(4)電鍍:采用圖1所示的電鍍裝置，電鍍時(shí)，鍍液pH = 1.5 2.5之間，溫度為40°C，采用鹽酸調(diào)節(jié)PH值。直流脈沖電鍍，1KHZ，脈寬70%，電流密度25A/dm2，時(shí)間I小時(shí)。電鍍過(guò)程中，不斷攪拌電鍍液體，防止復(fù)合顆粒沉淀于鍍槽底部，陽(yáng)極材料采用低碳鋼或工業(yè)純鐵，并依據(jù)電流密度，工件大小，調(diào)整陽(yáng)極面積。使耐磨減磨顆粒共鍍到工件表面，形成50 μ m厚的合金復(fù)合鍍層；(5)電鍍完成后采用高于電鍍液的熱純水清洗后，放入烘箱內(nèi)加熱干燥，溫度在100 150。。。(6)將干燥后的工件趁熱換掛具轉(zhuǎn)入中性氣氛爐內(nèi)加熱擴(kuò)散并去應(yīng)力退火，溫度達(dá)到750 800°C，保溫I小時(shí)，使電鍍層與基體達(dá)到冶金結(jié)合。(7)將去應(yīng)力退火后的表面電鍍合金化工件進(jìn)行滲碳或碳氮共滲淬火，一般傳統(tǒng)滲碳工藝即可，如碳氮共滲為在840°C保溫2小時(shí)，然后出爐油淬火；淬火后馬上作去應(yīng)力低溫回火180°C保溫2小時(shí)。為防止?jié)B碳層碳含量過(guò)高，還應(yīng)做均勻化擴(kuò)散后再淬火，工件表面層獲得理想的高硬度合金馬氏體組織。出爐后進(jìn)行表面拋光獲得成品。
實(shí)施例4本發(fā)明的表面合金化強(qiáng)化方法，包括如下步驟:(I)配置電鍍液，硫酸亞鐵鹽或者硫酸亞鐵銨等作為主鹽，并加入抗氧化劑(VC)、緩沖劑、消泡劑、光亮劑糖精等，獲得澄清鍍液主鹽溶液。(2)將耐磨減磨顆粒VC顆粒加入到主鹽鍍液中，顆粒添加量lg/L，然后再加入少量的分散劑十二烷基磺酸鈉0.lg/Ι，進(jìn)一步超聲分散10分鐘。(3)靜置一段時(shí)間(I 2分鐘)，將已經(jīng)沉底的顆粒較大的粗顆粒(超過(guò)約5um的顆粒)除去，配制成為最終復(fù)合電鍍液。具體組成如下:FeSO4 300g/L, NH4Fe (SO4) 2.12H20 40g/L, NaCl 10g/L，抗壞血酸 2g/L，十二烷基磺酸鈉 0.lg/Ι,顆粒 VC d50 = 3 μ m lg/L。(4)電鍍:采用圖1所示的電鍍裝置，電鍍時(shí)，鍍液pH = 2 3之間，溫度為40 V，采用硫酸調(diào)節(jié)pH值。直流電鍍，電流密度20A/dm2，時(shí)間I小時(shí)。電鍍過(guò)程中，不斷攪拌電鍍液體，防止復(fù)合顆粒沉淀于鍍槽底部，陽(yáng)極材料采用低碳鋼或工業(yè)純鐵，并依據(jù)電流密度，工件大小，調(diào)整陽(yáng)極面積。耐磨減磨顆粒共鍍到工件表面,形成50 μ m厚的合金復(fù)合鍍層；(5)電鍍完成后采用高于電鍍液的熱純水清洗后，放入烘箱內(nèi)加熱干燥，溫度在100 150。。。
(6)將干燥后的工件趁熱換掛具轉(zhuǎn)入中性氣氛爐內(nèi)加熱擴(kuò)散并去應(yīng)力退火，溫度達(dá)到750 800°C，保溫I小時(shí)，使電鍍層與基體達(dá)到冶金結(jié)合。(7)將去應(yīng)力退火后的表面電鍍合金化工件進(jìn)行滲碳或碳氮共滲淬火，一般傳統(tǒng)滲碳工藝即可，如滲碳以丙酮做碳源，在910°C滲碳，保溫I小時(shí)，然后隨爐冷至840°C出爐油淬火；淬火后馬上作去應(yīng)力低溫回火180°C保溫2小時(shí)。為防止?jié)B碳層碳含量過(guò)高，還應(yīng)做均勻化碳擴(kuò)散后再淬火，工件表面層獲得理想的高硬度合金馬氏體組織。出爐后進(jìn)行表面拋光獲得成品。本發(fā)明采用水溶液電鍍達(dá)到合金共沉積或采用復(fù)合電鍍技術(shù)獲得零部件表面合金化基礎(chǔ)，在此基礎(chǔ)之上采用傳統(tǒng)的碳氮共滲或滲碳，將強(qiáng)碳化物形成元素碳化，在涂層內(nèi)部形成合金滲碳體，或者預(yù)先碳化物顆粒復(fù)合鍍到工件表面，采用熱處理達(dá)到冶金結(jié)合的同時(shí)在做表面滲碳淬火強(qiáng)化，使得涂層中高硬度顆粒與涂層基體以及涂層與基體金屬達(dá)到冶金結(jié)合，并得到匹配的綜合硬度強(qiáng)度效果。
權(quán)利要求
1.一種表面合金化強(qiáng)化方法，包括如下步驟: (1)首先配制電鍍液主鹽溶液，以氯化亞鐵、硫酸亞鐵鹽或者硫酸亞鐵銨為主鹽，加入強(qiáng)碳化物形成元素作為耐磨合金元素的鹽，再加入抗氧化劑、消泡劑和光亮劑，獲得電鍍液主鹽溶液； (2)將耐磨減磨顆粒進(jìn)行超聲分散，加入到電鍍液主鹽溶液中，再加入分散劑，進(jìn)一步超聲分散； (3)靜置，除去彡5μπι的粗顆粒，獲得復(fù)合電鍍液； (4)進(jìn)行電鍍，將耐磨減磨顆粒共鍍到工件表面，形成5 50μ m的合金復(fù)合鍍層； (5)電鍍完成后采用高于電鍍液的熱純水清洗，放入烘箱內(nèi)加熱干燥，溫度為100 150。。； (6)將干燥后的工件趁熱換掛具轉(zhuǎn)入中性氣氛爐內(nèi)加熱擴(kuò)散并去應(yīng)力退火，溫度為750 800°C，使電鍍層與基體達(dá)到冶金結(jié)合； (7)將去應(yīng)力退火后的表面電鍍合金化工件進(jìn)行滲碳或碳氮共滲淬火，淬火后進(jìn)行去應(yīng)力低溫回火，工件表面層獲得理想的高硬度合金馬氏體組織； (8)出爐后進(jìn)行表面拋光，獲得成品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面合金化強(qiáng)化方法，其特征在于:所述的耐磨合金元素的鹽為CrCl3。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面合金化強(qiáng)化方法，其特征在于:所述的耐磨減磨顆粒為Si3N4、WC、CrC 或 VC 顆粒。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面合金化強(qiáng)化方法，其特征在于:所述的復(fù)合電鍍液中，CrCl3濃度為0.1 0.6mol/l，F(xiàn)eCl2、硫酸亞鐵鹽或硫酸亞鐵銨濃度為0.1 0.8mol/l，所述的耐磨減磨顆粒的含量為I 15g/L。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面合金化強(qiáng)化方法，其特征在于:所述的滲碳為以丙酮做碳源，在910°C滲碳，保溫I小時(shí)，然后隨爐冷至850°C出爐油淬火；所述的碳氮共滲為在840°C保溫I小時(shí)，然后出爐油淬火。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面合金化強(qiáng)化方法，其特征在于:先做均勻化擴(kuò)散后再淬火。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面合金化強(qiáng)化方法，其特征在于:所述的去應(yīng)力低溫回火為在150°C下保溫2小時(shí)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種表面合金化強(qiáng)化方法，包括(1)首先配制電鍍液主鹽溶液，以氯化亞鐵、硫酸亞鐵或者硫酸亞鐵銨為主鹽，加入強(qiáng)碳化物形成元素作為耐磨合金元素的鹽，再加入抗氧化劑、消泡劑和光亮劑；(2)將耐磨減磨顆粒進(jìn)行超聲分散后加入，再超聲分散；(3)靜置，除去≥5μm的粗顆粒，獲得復(fù)合電鍍液；(4)將耐磨減磨顆粒共鍍到工件表面，形成5～50μm的合金復(fù)合鍍層；(5)電鍍完成后清洗，加熱干燥；(6)加熱擴(kuò)散并去應(yīng)力退火，使電鍍層與基體達(dá)到冶金結(jié)合；(7)進(jìn)行滲碳或碳氮共滲淬火，淬火后進(jìn)行去應(yīng)力低溫回火，工件表面層獲得理想的高硬度合金馬氏體組織。處理后得到冶金結(jié)合的表面強(qiáng)化涂層，使零件耐用度顯著提高。
文檔編號(hào)C25D3/56GK103184457SQ20111044830
公開(kāi)日2013年7月3日 申請(qǐng)日期2011年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月28日
發(fā)明者杜風(fēng)貞, 馬通達(dá), 孫澤明, 朱其芳, 王福生, 劉安生, 張東暉 申請(qǐng)人:北京有色金屬研究總院