TiCFe陶瓷复合链轮的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及矿用链轮的制造技术领域，尤其涉及一种TiCFe陶瓷复合链轮的制备方法。
【背景技术】
[0002]近年来，TiC陶瓷凭借其低摩擦系数、高硬度、低密度以及良好的稳定性等特点，在耐磨件的制造领域已被广泛应用。
[0003]链轮是矿用刮板输送机、转载机传动的关键零件，在链轮与链条啮合时，链窝部位所承受的扭矩和摩擦力最大，所以链窝部位成为最易磨损的部位，由于链窝的端面呈异形曲面，在链窝表面加工陶瓷复合涂层时，陶瓷复合涂层与链窝的融合度低，结合效果不好，造成整个链轮使用寿命也很短。
【发明内容】
[0004]有必要提出一种陶瓷复合涂层与链窝表面结合效果好的TiCFe陶瓷复合链轮的制备方法。
[0005]—种TiCFe陶瓷复合链轮的制备方法，包括以下步骤:
复合原料配制:将Ti粉、C粉、Fe粉以4:2:1的质量比混合，搅拌均匀后置于烘箱中烘干，烘干温度为50°C，保温24h得到复合原料粉末；
链窝预处理:首先通过抛丸法去除链窝表面的油污或其他污渍；然后对链轮的链窝部位进行第一次酸洗除锈；再用260目的砂纸打磨链窝表面，以增加链窝表面粗糙度；然后对链窝部位进行第二次酸洗除锈，之后用丙酮将链窝表面擦拭干净，并用保鲜膜包裹该处理面，以防生锈；
复合原料混合、涂覆、压实:将第一步骤中配制好的复合原料粉末加入乙醇混合得到复合原料混合物，将该复合原料混合物涂覆到链窝表面，涂覆层的厚度为6_，然后用与链窝的端面的异形曲面的形状相匹配的工装将涂覆层压实；
激光熔敷:采用AXL-R800W激光熔敷设备进行激光表面熔覆，熔覆时链窝位置的温度达到1300°C，保温30分钟，使链窝充分奥氏体化，Ti粉与C粉反应生成陶瓷复合涂层；冷却:将表层熔敷陶瓷复合涂层的链窝放置在烘箱内封闭保温10小时，使其自然冷却。
[0006]本发明的TiCFe陶瓷复合链轮的制备方法，将Ti粉、C粉、Fe粉混合后涂覆在链窝表面，通过原位生成法，在1300°C的高温下保温30分钟使得链窝内的原子、复合原料混合物中的原子、及反应生成的TiC相互流动、扩散，然后在烘箱内封闭保温，使链窝及熔敷形成的陶瓷复合涂层自然缓慢冷却，以使复合后的两相界面之间达到冶金结合，从而大大提高了链窝处的强度和耐磨性，延长了链轮使用寿命。
【附图说明】
[0007]图1为TiCFe陶瓷复合链轮的结构示意图。
[0008]图中:链轮基体10、轮齿20、陶瓷复合涂层30。
【具体实施方式】
[0009]参见图1，TiCFe陶瓷复合链轮的制备方法包括以下步骤:
复合原料配制:将Ti粉、C粉、Fe粉以4:2:1的质量比混合，搅拌均匀后置于烘箱中烘干，烘干温度为50°C，保温24h得到复合原料粉末。
[0010]链窝预处理:首先通过抛丸法去除链窝表面的油污或其他污渍；然后对链轮的链窝部位进行第一次酸洗除锈；再用260目的砂纸打磨链窝表面，以增加链窝表面粗糙度；然后对链窝部位进行第二次酸洗除锈，之后用丙酮将链窝表面擦拭干净，并用保鲜膜包裹该处理面，以防生锈。该步骤中，清洗、去污、除锈均采用多步完成，如此效果更好，最后还将清洗干净的链窝用保鲜膜包裹隔离，因为链窝表面已经很光洁、很洁净，而一般的生产环境中空气中的杂质有很多，虽然经过此步骤的处理的链窝表面复合工艺要求，但为了避免在转料或等待下一步加工的过程中被污染，采用简单易行的保鲜膜包裹，保鲜膜与链窝表面贴合紧密，之间无气泡或空气残留，从而避免了链窝被二次污染，在下一步加工生产时，撕去保鲜膜即可，方便快捷。
[0011]复合原料混合、涂覆、压实:将第一步骤中配制好的复合原料粉末加入乙醇混合得到复合原料混合物，将该复合原料混合物涂覆到链窝表面，涂覆层的厚度为6_，然后用与链窝的端面的异形曲面的形状相匹配的工装将涂覆层压实。
[0012]激光熔敷:采用AXL-R800W激光熔敷设备进行激光表面熔覆，熔覆时链窝位置的温度达到1300°C，保温30分钟，使链窝充分奥氏体化，Ti粉与C粉反应生成陶瓷复合涂层30 ο
[0013]冷却:将表层熔敷陶瓷复合涂层30的链窝放置在烘箱内封闭保温10小时，使其自然缓慢冷却，因为在切断激光熔敷设备时，刚刚熔敷完成的链轮的链窝及陶瓷复合涂层30还处于高温状态，直接将其放置在室温或外部环境中，陶瓷复合涂层30因为温度落差大而使脆性增大，其与链窝的结合强度也会降低，所以将链轮及链窝放在封闭环境中缓慢冷却。
[0014]其中，在第二步骤中，第一次酸洗和第二次酸洗时均采用稀盐酸溶液对链窝部位进行酸洗。酸洗操作时，使用浸泡在稀盐酸溶液中的酒精棉均匀擦拭链窝表面，将氧化物或锈迹斑点擦除掉，至目测链窝表面光滑无锈迹斑点。
[0015]在第三步骤中，预先在链窝的位置上加工出链窝凹槽，该链窝凹槽的底面为与链窝的端面的异形曲面的形状完全相同的异形曲面，该链窝凹槽的深度为6mm，在链窝凹槽内涂覆复合原料混合物，然后用与链窝的端面的异形曲面的形状相匹配的工装将涂覆层压实，用于压实涂覆层的工装的上端面的下表面距离链窝凹槽的底面的厚度为6mm，以满足容纳填充的恪覆层的厚度为6mm。
[0016]其中，链窝凹槽底面的异形曲面的每一处的深度均为6mm，因为在压实涂覆层时采用的是与链窝的异形曲面端面的形状完全相同的工装，在工装与链窝凹槽中形成涂覆层，如此保证了在熔覆层的厚度均匀一致为6mm，链窝凹槽的设计也是为了使熔敷得到的陶瓷复合涂层的表面与链窝的表面处于相同的表面内，减轻后续打磨的工作量。此处的工装也可以成为模具，即与链窝凹槽相匹配的用于涂覆的模具。
[0017]上述TiCFe陶瓷复合链轮的制备方法制造的TiCFe陶瓷复合链轮，包括链轮基体10和复合在链轮基体10上的陶瓷复合涂层30，链轮基体10包括设置在链轮基体10外圆周的轮齿20，在轮齿20的链窝的表面复合陶瓷复合涂层30。
【主权项】
1.一种TiCFe陶瓷复合链轮的制备方法，其特征在于包括以下步骤: 复合原料配制:将Ti粉、C粉、Fe粉以4:2:1的质量比混合，搅拌均匀后置于烘箱中烘干，烘干温度为50°C，保温24h得到复合原料粉末； 链窝预处理:首先通过抛丸法去除链窝表面的油污或其他污渍；然后对链轮的链窝部位进行第一次酸洗除锈；再用260目的砂纸打磨链窝表面，以增加链窝表面粗糙度；然后对链窝部位进行第二次酸洗除锈，之后用丙酮将链窝表面擦拭干净，并用保鲜膜包裹该处理面，以防生锈； 复合原料混合、涂覆、压实:将第一步骤中配制好的复合原料粉末加入乙醇混合得到复合原料混合物，将该复合原料混合物涂覆到链窝表面，涂覆层的厚度为6_，然后用与链窝的端面的异形曲面的形状相匹配的工装将涂覆层压实； 激光熔敷:采用AXL-R800W激光熔敷设备进行激光表面熔覆，熔覆时链窝位置的温度达到1300°C，保温30分钟，使链窝充分奥氏体化，Ti粉与C粉反应生成陶瓷复合涂层； 冷却:将表层熔敷陶瓷复合涂层的链窝放置在烘箱内封闭保温10小时，使其自然冷却。2.如权利要求1所述的TiCFe陶瓷复合链轮的制备方法，其特征在于:在第二步骤中，第一次酸洗和第二次酸洗时均采用稀盐酸溶液对链窝部位进行酸洗。3.如权利要求1所述的TiCFe陶瓷复合链轮的制备方法，其特征在于:在第三步骤中，预先在链窝的位置上加工出链窝凹槽，该链窝凹槽的底面为与链窝的端面的异形曲面的形状完全相同的异形曲面，该链窝凹槽的深度为6mm，在链窝凹槽内涂覆复合原料混合物，然后用与链窝的端面的异形曲面的形状相匹配的工装将涂覆层压实，用于压实涂覆层的工装的上端面的下表面距离链窝凹槽的底面的厚度为6mm。
【专利摘要】一种TiCFe陶瓷复合链轮的制备方法包括复合原料配制、链窝预处理、复合原料混合、涂覆、压实、激光熔敷、冷却步骤，在本发明的制备方法中，将Ti粉、C粉、Fe粉混合后涂覆在链窝表面，通过原位生成法，在1300℃的高温下保温30分钟使得链窝内的原子、复合原料混合物中的原子、及反应生成的TiC相互流动、扩散，然后在烘箱内封闭保温，使链窝及熔敷形成的陶瓷复合涂层自然缓慢冷却，以使复合后的两相界面之间达到冶金结合，从而大大提高了链窝处的强度和耐磨性，延长了链轮使用寿命。
【IPC分类】C23C24/10
【公开号】CN105386038
【申请号】CN201510763976
【发明人】米佩, 黄泽亭, 杨海利, 和云红
【申请人】宁夏天地奔牛实业集团有限公司
【公开日】2016年3月9日
【申请日】2015年11月11日