CN111618306A - 一种具有复合金属层的孔内壁的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及合金技术领域，公开了一种具有复合金属层的孔内壁的制备方法，包括以下步骤：1)通过机加工初步成型毛胚的孔内壁；2)先在毛胚的孔内壁上刷一层胶、再喷一层粉末，然后反复进行刷胶、喷粉动作，在孔内壁上形成粉末层；3)将带有粉末层的毛胚放入到烘箱中进行烘干；4)将烘干后的毛胚放入真空加热设备中进行加热，使粉末层处于熔融状态以形成合金层；5)将毛胚放入加热设备中加热、并保温，然后在原先的合金层上喷焊或堆焊新的合金层；6)对毛胚进行缓慢降温；7)对冷却至常温的毛胚进行机械加工，得到内衬套成品或机筒成品。通过上述方式，本发明通过该制备方法制作出来的孔内壁可以具有较高的致密性、耐磨性和耐腐蚀性等性能。
Description
技术领域
本发明涉及合金技术领域，特别是涉及一种具有复合金属层的孔内壁的制备方法。
背景技术
目前，挤出机的机筒材料一般为高级氮化钢，具有高耐磨性、高疲劳强度等特点，并通过氮化处理提高了机筒内表面的硬度、耐磨性以及耐腐蚀性；但是由于氮化处理后的氮化层厚度只有0.1～0.6mm，在其使用过程中氮化层很容易被磨损，而氮化层一旦出现磨损，挤出机机筒内壁在工作压力下就会被迅速的磨损，造成机筒损坏甚至报废，一定程度上造成了物资的浪费。
为此，通常在机筒内设置有与之相匹配的内衬套，内衬套可在使用过程中能够有效的防止对机筒的直接磨损；如果内衬套出现磨损导致无法再次使用，那么直接更换相应的内衬套即可。
但不管是机筒的直接使用，还是在机筒内配置内衬套，其最重要的还是要考虑孔内表面的结构性能，需要有较高的致密性、耐磨性、耐腐蚀性等，以保证其使用寿命。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种具有复合金属层的孔内壁的制备方法，通过该制备方法制作出来的孔内壁可以具有较高的致密性、耐磨性和耐腐蚀性等性能。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种具有复合金属层的孔内壁的制备方法，包括以下步骤：
1)通过机加工初步成型毛胚的孔内壁；
2)先在毛胚的孔内壁上刷一层胶、再喷一层粉末，然后反复进行刷胶、喷粉动作，以在孔内壁上形成粉末层，刷胶和喷粉的反复动作次数以粉末层达到实际所需的厚度为止；
3)将带有粉末层的毛胚放入到烘箱中进行烘干，烘箱的设定温度为50-300℃，烘箱的设定时间为0.5-5h；
4)将烘干后的毛胚放入真空加热设备中进行加热，使粉末层处于熔融状态以形成合金层；其中，真空加热设备的真空度为不超过50帕；
5)将真空加热完成的毛胚再放入设定温度为100-950℃的加热设备中加热、并保温0.5-5h，然后在原先的合金层上用合金粉末喷焊或堆焊新的合金层；
6)对毛胚进行缓慢降温；
7)将冷却至常温的毛胚取出，进行机械加工，得到内衬套成品或机筒成品。
优选的，在步骤2)中，所述粉末为钴基合金粉末或镍基合金粉末。
优选的，在步骤2)中，所述粉末层的厚度为0.05-5mm。
优选的，在步骤5)中，所述合金粉末为钴基合金粉末、或镍基合金粉末、或钴基混合碳化钨粉末、或镍基混合碳化钨粉末。
优选的，在步骤5)中，喷焊或堆焊的合金层厚度为0.05-5mm。
优选的，在步骤5)中，采用氧乙炔喷焊枪或等离子喷枪进行喷焊。
优选的，在步骤5)中，采用等离子内孔焊枪进行堆焊、或感应熔化堆焊。
优选的，在步骤6)中，采用沉入沙子的方式进行缓慢降温，或者采用放置保温桶的方式进行缓慢降温，或者采用石棉覆盖的方式进行缓慢降温。
优选的，在步骤1)中，机加工毛胚的内孔为单圆孔、或为呈“8”字型的双圆孔、或为一字排开的三圆孔、或为呈“品”字型的三圆孔、或为异型孔、或为异型多孔。
本发明的有益效果是：本发明通过本制备方法制作出来的孔内壁可以具有较高的致密性、耐磨性和耐腐蚀性等性能，从而可以相对延长保证产品的使用寿命长；将带有粉末层的毛胚放入到烘箱中进行烘干，可以强化孔内壁的粉末层，保证粉末的强度；将烘干后的毛胚放入真空加热设备中加热至粉末层处于熔融状态，能够保证粉末层与毛胚的结合强度；在原先的粉末层上再喷焊或堆焊粉末，能够再次提高孔内壁的致密性、耐磨性、耐腐蚀性，保证孔内壁整体性能都有所提高；对毛胚进行缓慢降温能够防裂；整个制备方法操作简单、成本低、成品效果好。
具体实施方式
下面对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
本发明实施例包括：
实施例1
一种具有复合金属层的孔内壁的制备方法，具体步骤如下：
1)通过机加工初步成型毛胚的孔内壁，使毛胚上具有呈“8”字型的双圆孔；
2)先用毛刷在毛胚的孔内壁上刷一层胶，再用喷枪喷一层镍基合金粉末，然后反复进行刷胶、喷粉动作，以形成0.3mm厚度的粉末层；刷胶和喷粉的反复动作次数以粉末层达到实际所需的厚度为止；
3)将带有粉末层的毛胚放入到烘箱中进行烘干，烘箱的设定温度为180℃，烘箱的设定时间为0.9h；该步骤可以强化孔内壁的粉末层，保证粉末的强度；
4)将烘干后的毛胚放入真空加热炉中进行加热，以使粉末层处于熔融状态(至熔融状态很重要)形成合金层；其中，真空加热炉的真空度为50帕以内；该步骤能够保证合金层与毛胚的结合强度；
5)将真空加热完成的毛胚再放入设定温度为650℃的加热炉中加热、并保温0.5h，然后用氧乙炔喷焊枪在原先的合金层上喷焊镍基混合碳化钨粉末、以形成新的合金层，新的合金层厚度为3.5mm，以提高保证整个合金层的厚度；该步骤能够再次提高孔内壁的致密性、耐磨性、耐腐蚀性，使整体的性能提高；
6)将喷焊完成的毛胚放入保温桶中，进行缓慢降温；该步骤能够防止降温过快后孔内壁产生裂纹或裂开；
7)将冷却至常温的毛胚取出，进行机械加工，得到“8”字型的内衬套成品或“8”字型的机筒产品。
实施例2
一种具有复合金属层的孔内壁的制备方法，具体步骤如下：
1)通过机加工初步成型毛胚的孔内壁，使毛胚上具有呈“品”字型的三圆孔；
2)先用毛刷在毛胚的孔内壁上刷一层胶，再用喷枪喷一层钴基合金粉末，然后反复进行刷胶、喷粉动作，以形成0.1mm厚度的粉末层；刷胶和喷粉的反复动作次数以粉末层达到实际所需的厚度为止；
3)将带有粉末层的毛胚放入到烘箱中进行烘干，烘箱的设定温度为50℃，烘箱的设定时间为5h；该步骤可以强化孔内壁的粉末层，保证粉末的强度；
4)将烘干后的毛胚放入真空加热炉中进行加热，使粉末层处于熔融状态以形成合金层；其中，真空加热炉的真空度为30帕以内；该步骤能够保证合金层与毛胚的结合强度；
5)将真空加热完成的毛胚再放入设定温度为350℃的加热炉中加热、并保温5h，然后用在原先的合金层上用等离子内孔焊枪堆焊钴基混合碳化钨粉末、以形成新的合金层，新的合金层厚度为2mm，以提高保证整个合金层的厚度；该步骤能够再次提高孔内壁的致密性、耐磨性、耐腐蚀性，使整体的性能提高；
6)将堆焊完成的毛胚放入保温桶中，进行缓慢降温；该步骤能够防止降温过快后孔内壁产生裂纹或裂开；
7)将冷却至常温的毛胚取出，进行机械加工，得到“品”字型的内衬套成品或“品”字型的机筒成品。
实施例3
一种具有复合金属层的孔内壁的制备方法，具体步骤如下：
1)通过机加工初步成型毛胚的孔内壁，使毛胚上具有异型孔；
2)先用刷子在毛胚的孔内壁上刷一层胶，再用喷枪喷一层钴基合金粉末，然后反复进行刷胶、喷粉动作，以形成1.8mm厚度的粉末层；刷胶和喷粉的反复动作次数以粉末层达到实际所需的厚度为止；
3)将带有粉末层的毛胚放入到烘箱中进行烘干，烘箱的设定温度为180℃，烘箱的设定时间为3h；该步骤可以强化孔内壁的粉末层，保证粉末的强度；
4)将烘干后的毛胚放入真空加热炉中进行加热，使粉末层处于熔融状态以形成合金层；其中，真空加热炉的真空度为25帕以内；该步骤能够保证合金层与毛胚的结合强度；
5)将真空加热完成的毛胚再放入设定温度为650℃的加热炉中加热、并保温2.5h，然后用等离子喷枪在原先的合金层上喷焊钴基合金粉末、以形成新的合金层，新的合金层厚度为1mm，以提高保证整个合金层的厚度；该步骤能够再次提高孔内壁的致密性、耐磨性、耐腐蚀性，使整体的性能提高；
6)将喷焊完成的毛胚用石棉覆盖，进行缓慢降温；该步骤能够防止降温过快后孔内壁产生裂纹或裂开；
7)将冷却至常温的毛胚取出，进行机械加工，得到具有异型孔的内衬套成品或具有异型孔的机筒成品。
实施例4
一种具有复合金属层的孔内壁的制备方法，具体步骤如下：
1)通过机加工初步成型毛胚的孔内壁，使毛胚上具有圆孔；
2)先用毛刷在毛胚的孔内壁上刷一层胶，再用喷枪喷一层镍基合金粉末，然后反复进行刷胶、喷粉动作，以形成0.8mm厚度的粉末层；刷胶和喷粉的反复动作次数以粉末层达到实际所需的厚度为止；
3)将带有粉末层的毛胚放入到烘箱中进行烘干，烘箱的设定温度为230℃，烘箱的设定时间为2h；该步骤可以强化孔内壁的粉末层，保证粉末的强度；
4)将烘干后的毛胚放入真空加热炉中进行加热，使粉末层处于熔融状态以形成合金层；其中，真空加热炉的真空度为10帕以内；该步骤能够保证合金层与毛胚的结合强度；
5)将真空加热完成的毛胚再放入设定温度为850℃的加热炉中加热、并保温1.5h，然后用氧乙炔喷焊枪在原先的合金层上喷焊钴基混合碳化钨粉末、以形成新的合金层，新的合金层厚度为2mm，以提高保证整个合金层的厚度；该步骤能够再次提高孔内壁的致密性、耐磨性、耐腐蚀性，使整体的性能提高；
6)将喷焊完成的毛胚沉入沙子中，进行缓慢降温；该步骤能够防止降温过快后孔内壁产生裂纹或裂开；
7)将冷却至常温的毛胚取出，进行机械加工，得到具有单孔的内衬套成品或具有单孔的机筒成品。
本发明通过本制备方法制作出来的孔内壁可以具有较高的致密性、耐磨性和耐腐蚀性等性能，从而可以相对延长保证产品的使用寿命长；将带有粉末层的毛胚放入到烘箱中进行烘干，可以强化孔内壁的粉末层，保证粉末的强度；将烘干后的毛胚放入真空加热设备中加热至粉末层处于熔融状态，能够保证粉末层与毛胚的结合强度；在原先的粉末层上再喷焊或堆焊粉末，能够再次提高孔内壁的致密性、耐磨性、耐腐蚀性，保证孔内壁整体性能都有所提高；对毛胚进行缓慢降温能够防裂；整个制备方法操作简单、成本低、成品效果好。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (9)
1.一种具有复合金属层的孔内壁的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)通过机加工初步成型毛胚的孔内壁；
2)先在毛胚的孔内壁上刷一层胶、再喷一层粉末，然后反复进行刷胶、喷粉动作，以在孔内壁上形成粉末层，刷胶和喷粉的反复动作次数以粉末层达到实际所需的厚度为止；
3)将带有粉末层的毛胚放入到烘箱中进行烘干，烘箱的设定温度为50-300℃，烘箱的设定时间为0.5-5h；
4)将烘干后的毛胚放入真空加热设备中进行加热，使粉末层处于熔融状态以形成合金层；其中，真空加热设备的真空度为不超过50帕；
5)将真空加热完成的毛胚再放入设定温度为100-950℃的加热设备中加热、并保温0.5-5h，然后在原先的合金层上用合金粉末喷焊或堆焊新的合金层；
6)对毛胚进行缓慢降温；
7)将冷却至常温的毛胚取出，进行机械加工，得到内衬套成品或机筒成品。
2.根据权利要求1所述的一种具有复合金属层的孔内壁的制备方法，其特征在于：在步骤2)中，所述粉末为钴基合金粉末或镍基合金粉末。
3.根据权利要求1或2所述的一种具有复合金属层的孔内壁的制备方法，其特征在于：在步骤2)中，所述粉末层的厚度为0.05-5mm。
4.根据权利要求1所述的一种具有复合金属层的孔内壁的制备方法，其特征在于：在步骤5)中，所述合金粉末为钴基合金粉末、或镍基合金粉末、或钴基混合碳化钨粉末、或镍基混合碳化钨粉末。
5.根据权利要求1或4所述的一种具有复合金属层的孔内壁的制备方法，其特征在于：在步骤5)中，喷焊或堆焊的合金层厚度为0.05-5mm。
6.根据权利要求1所述的一种具有复合金属层的孔内壁的制备方法，其特征在于：在步骤5)中，采用氧乙炔喷焊枪或等离子喷枪进行喷焊。
7.根据权利要求1所述的一种具有复合金属层的孔内壁的制备方法，其特征在于：在步骤5)中，采用等离子内孔焊枪进行堆焊、或感应熔化堆焊。
8.根据权利要求1所述的一种具有复合金属层的孔内壁的制备方法，其特征在于：在步骤6)中，采用沉入沙子的方式进行缓慢降温，或者采用放置保温桶的方式进行缓慢降温，或者采用石棉覆盖的方式进行缓慢降温。
9.根据权利要求1所述的一种具有复合金属层的孔内壁的制备方法，其特征在于：在步骤1)中，机加工毛胚的内孔为单圆孔、或为呈“8”字型的双圆孔、或为一字排开的三圆孔、或为呈“品”字型的三圆孔、或为异型孔、或为异型多孔。
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