本发明属于机械表面处理技术领域,具体地,涉及一种煤矿机械零件表面处理方法。
背景技术:
煤矿机械由于使用环境恶劣、可靠性要求高,所以要求设备零件耐磨损、抗腐蚀,现在主要采用镀铬或镀镍方法、发蓝处理等方法,但上述方法存在表面硬度较低、耐腐蚀性较差、成本较高等缺点。国内常见的盐浴复合处理技术,主要针对较小的工件表面进行处理,如机加工刀具的表面处理,由于盐浴配方的原因,如果氮化温度太低,不能形成足够深度的渗层;而氮化温度太高,表面疏松层严重,温度超过回火温度则会降低基体的硬度,同时传统氮化盐中的氰化物有剧毒,对环境有较大危害。
技术实现要素:
针对现有技术中的缺陷,本发明的目的是提供一种煤矿机械零件表面处理方法。
根据本发明提供的一种煤矿机械零件表面处理方法,所述方法包括如下工序:
(1)清洗处理:
将煤矿机械零件置于清洗剂中,采用超声波清洗,将零件表面的污垢剥离脱落,所述清洗振动频率范围在70-90khz,功率密度设定在0.6-0.7w/c;
(2)预热处理:
将煤矿机械零件放入外热式坩锅电炉内,保持温度300-500℃,时间20-30min;
(3)氮化处理:
将被处理工件放入装有液态氮化盐的坩锅电炉内,浸入氮化盐熔融后的液体中,保持温度350-480℃,时间1.5-2.8h;
(4)氧化处理:
将煤矿机械零件放入装有液态氧化盐的坩锅电炉内,浸入氧化盐熔融后的液体中,保持温度255-300℃,时间46-50min;
(5)冷却处理:
将煤矿机械零件从坩锅电炉内取出,置于空气中自然冷却至室温;
(6)喷涂防锈漆:
将漆喷在在冷却后的机械零件表面,接着进行高温烘烤,烘烤温度是150-450℃,烘烤时间是10-40min。
优选地,所述氮化盐的原料按以下重量份配制:尿素40-50份,碳酸钾10-20份,碳酸锂5-10份,氯化钠6-10份。
优选地,所述氧化盐的原料按以下重量份配制:硝酸钠11-18份,硫酸钠9-15份,硝酸钾7-13份。
优选地,所述步骤(1)中的清洗剂为水基清洗剂。
优选地,所述坩锅电炉为外加热式。
优选地,所述步骤(6)中的防锈漆包括如下重量百分比的原料:水性环氧树脂20-30%、醋酸乙酯10-12%、聚乙烯醇3-5%、三聚磷酸钾1-3%、铁钛粉3-5%、二异丙醇胺2-4%、乙二胺四乙酸3-5%、膨胀珍珠岩粉4-6%、分散剂3-5%、消泡剂2-4%、铝粉1-4%、余量为去离子水。
优选地,所述分散剂为金属皂类分散剂。
优选地,所述金属皂类分散剂为硬脂酸锌或硬脂酸钙。
与现有技术相比,本发明具有如下的有益效果:
(1)本发明提供的煤矿机械零件表面处理方法,采用该方法处理后的机械零件表面耐蚀性比镀铬和镀镍提高7以上,比镀锌高11倍以上,比发蓝处理高21倍以上,表面硬度达50hrc以上,远高于镀铬和镀镍及发蓝处理表面硬度。同时,本表面处理的方法成本较低,同时对环境无害,可广泛用于煤矿机械零件表面处理;
(2)本发明提供的煤矿机械零件表面处理方法的氮化处理过程中,采用本发明含有新组分及含量的氮化盐,不仅能在较低温度状态下保持一定的氮势,在较高的温度下稳定,可有效提高处理层的厚度,进一步提高工件的抗腐蚀性能。
具体实施方式
下面结合具体实施例,进一步阐述本发明。应理解,这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
实施例1
本实施例提供的一种煤矿机械零件表面处理方法,所述方法包括如下工序:
(1)清洗处理:
将煤矿机械零件置于清洗剂中,采用超声波清洗,将零件表面的污垢剥离脱落,所述清洗振动频率范围在90khz,功率密度设定在0.6w/c,其中,所述清洗剂为水基清洗剂;
(2)预热处理:
将煤矿机械零件放入外热式坩锅电炉内,保持温度500℃,时间20min;
(3)氮化处理:
将被处理工件放入装有液态氮化盐的坩锅电炉内,浸入氮化盐熔融后的液体中,保持温度480℃,时间1.5h,其中,所述氮化盐的原料按以下重量份配制:尿素50份,碳酸钾10份,碳酸锂10份,氯化钠6份,氢氧化钾10份,其中,所述坩锅电炉为外加热式;
(4)氧化处理:
将煤矿机械零件放入装有液态氧化盐的坩锅电炉内,浸入氧化盐熔融后的液体中,保持温度300℃,时间46min,其中,所述氧化盐的原料按以下重量份配制:硝酸钠18份,硫酸钠9份,硝酸钾13份,氢氧化钠30份,其中,所述坩锅电炉为外加热式;
(5)冷却处理:
将煤矿机械零件从坩锅电炉内取出,置于空气中自然冷却至室温;
(6)喷涂防锈漆:
将漆喷在在冷却后的机械零件表面,接着进行高温烘烤,烘烤温度是450℃,烘烤时间是10min。其中,所述防锈漆包括如下重量百分比的原料:水性环氧树脂30%、醋酸乙酯10%、聚乙烯醇5%、三聚磷酸钾1%、铁钛粉5%、二异丙醇胺2%、乙二胺四乙酸5%、膨胀珍珠岩粉4%、分散剂5%、消泡剂2%、铝粉4%、余量为去离子水。
其中,所述分散剂为金属皂类分散剂。
其中,所述金属皂类分散剂为硬脂酸锌。
实施例2
本实施例提供的一种煤矿机械零件表面处理方法,所述方法包括如下工序:
(1)清洗处理:
将煤矿机械零件置于清洗剂中,采用超声波清洗,将零件表面的污垢剥离脱落,所述清洗振动频率范围在70khz,功率密度设定在0.7w/c,其中,所述清洗剂为水基清洗剂;
(2)预热处理:
将煤矿机械零件放入外热式坩锅电炉内,保持温度300℃,时间30min;
(3)氮化处理:
将被处理工件放入装有液态氮化盐的坩锅电炉内,浸入氮化盐熔融后的液体中,保持温度350℃,时间2.8h,其中,所述氮化盐的原料按以下重量份配制:尿素40份,碳酸钾20份,碳酸锂5份,氯化钠10份,氢氧化钾4份,其中,所述坩锅电炉为外加热式;
(4)氧化处理:
将煤矿机械零件放入装有液态氧化盐的坩锅电炉内,浸入氧化盐熔融后的液体中,保持温度255℃,时间50min,其中,所述氧化盐的原料按以下重量份配制:硝酸钠11份,硫酸钠15份,硝酸钾7份,氢氧化钠45份,其中,所述坩锅电炉为外加热式;
(5)冷却处理:
将煤矿机械零件从坩锅电炉内取出,置于空气中自然冷却至室温;
(6)喷涂防锈漆:
将漆喷在在冷却后的机械零件表面,接着进行高温烘烤,烘烤温度是150℃,烘烤时间是40min。其中,所述防锈漆包括如下重量百分比的原料:水性环氧树脂20%、醋酸乙酯12%、聚乙烯醇3%、三聚磷酸钾3%、铁钛粉3%、二异丙醇胺4%、乙二胺四乙酸3%、膨胀珍珠岩粉6%、分散剂3%、消泡剂4%、铝粉1%、余量为去离子水。
其中,所述分散剂为金属皂类分散剂。
其中,所述金属皂类分散剂为硬脂酸钙。
实施例3
本实施例提供的一种煤矿机械零件表面处理方法,所述方法包括如下工序:
(1)清洗处理:
将煤矿机械零件置于清洗剂中,采用超声波清洗,将零件表面的污垢剥离脱落,所述清洗振动频率范围在80khz,功率密度设定在0.6w/c,其中,所述清洗剂为水基清洗剂;
(2)预热处理:
将煤矿机械零件放入外热式坩锅电炉内,保持温度350℃,时间25min;
(3)氮化处理:
将被处理工件放入装有液态氮化盐的坩锅电炉内,浸入氮化盐熔融后的液体中,保持温度380℃,时间1.9h,其中,所述氮化盐的原料按以下重量份配制:尿素42份,碳酸钾14份,碳酸锂6份,氯化钠7份,氢氧化钾8份,其中,所述坩锅电炉为外加热式;
(4)氧化处理:
将煤矿机械零件放入装有液态氧化盐的坩锅电炉内,浸入氧化盐熔融后的液体中,保持温度259℃,时间48min,其中,所述氧化盐的原料按以下重量份配制:硝酸钠14份,硫酸钠11份,硝酸钾9份,氢氧化钠32份,其中,所述坩锅电炉为外加热式;
(5)冷却处理:
将煤矿机械零件从坩锅电炉内取出,置于空气中自然冷却至室温;
(6)喷涂防锈漆:
将漆喷在在冷却后的机械零件表面,接着进行高温烘烤,烘烤温度是190℃,烘烤时间是20min。其中,所述防锈漆包括如下重量百分比的原料:水性环氧树脂21%、醋酸乙酯12%、聚乙烯醇4%、三聚磷酸钾2%、铁钛粉4%、二异丙醇胺3%、乙二胺四乙酸4%、膨胀珍珠岩粉5%、分散剂4%、消泡剂4%、铝粉2%、余量为去离子水。
其中,所述分散剂为金属皂类分散剂。
其中,所述金属皂类分散剂为硬脂酸锌。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是,本发明并不局限于上述特定实施方式,本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改,这并不影响本发明的实质内容。