油缸熔覆技术方案及金相分析.doc

油缸修复技术方案
一、油缸生产流程
油缸生产流程分为入厂检验、机加工(电镀层去除）、表面局部修复、整体熔覆、机加工（激光熔覆层车磨）、出厂检验6个部分，如图1所示.
局部修复
2 机加工
（电镀层去除）
3 表面局部修复
1 入厂检验
辊面清理
镀层去除
尺寸检测
缺陷检测
4 激光熔覆
熔覆
5 性能检测
缺陷检测
尺寸检测
硬度检测

包装发货
打标记录
数据保存

尺寸和缺陷检测
镀层厚度检测

辊面缺陷检查

6 出厂检验

图1 油缸生产技术流程图
4

1。入厂检验
2.镀层去除
3。局部修复
4。激光熔覆
5.性能检测
6.出厂检验
二、
2、涂层性能
工艺方法:激光熔覆
基体材料:CrZrCu基材
粉末材料：Ni基合金粉末
涂层厚度：0。5-0.6mm
涂层硬度：＞400Hv0.3
涂层气孔率:＜0。5%
涂层结合强度：冶金结合
涂层表面粗糙度：Ra＜0。5μm
热震性能：涂层不剥离
3、涂层抗高温热震性能
结晶器铜板在使用过程中受高温钢水冲刷及冷热疲劳作用，要求表面防护涂层具备良好的抗热震性能。表1是涂层热震试验参数和抗热震性能，将表面制备涂层的试样放入500℃的加热炉中保温15分钟，然后迅速取出水淬，每淬一次作为一次热震，观察涂层表面形貌变化（包括裂纹，涂层边缘翘起，掉块等).
表1 涂层的抗高温热震性能
涂层种类 热震温度 保温时间 抗热震性能
（℃） （min)
激 光 500 15 热震300次后，表面无裂纹，孔洞
电镀层 500 15 热震120次后，表面局部区域开始掉块，剥落
图1是激光及电镀层热震前的宏观形貌。可以看出,涂层表面无裂纹、孔洞等缺陷。
图2是激光及电镀层不同热震次数后的形貌。由图2a可以看出，激光强化涂层热震300次后,涂层与基体仍结合紧密，与热震前相比无明显变化。由图2b可以看出，电镀层热震120次后，涂层局部区域有起皮脱落现象。表明激光强化涂层抗热震性能明显优于电镀层。
a
b

图1 涂层热震前的宏观形貌
（a 激光，b 电镀）
b
涂层局部区域掉块，剥落
a

图2 涂层热震后的宏观形貌
（a 激光，b 电镀）
图3是激光及电镀涂层热震后的金相组织形貌。由图3a可以看出，热震300次后,激光强化涂层与热震前相比无明显变化，涂层致密,无裂纹、孔洞缺陷，界面冶金结合。由图3b可以看出，热震120次后,电镀层除局部掉皮外，涂层与基体也开始发生剥离。
b
a

图3 涂层热震后金相组织形貌
（a 激光 300次,b 电镀 120次）
4、涂层抗高温耐磨性能
表2列出了铜合金、激光、及电镀层的抗高温磨损性能。
表2 涂层的抗高温磨损性能
涂层种类 磨损温度 保温时间 载荷 转速 摩擦副 磨损性能
（℃） (min） (N） (m/min）
铜合金 500 20 200 6 45＃钢 磨痕明显，磨损严重
激 光 500 20 200 6 45＃钢 未见磨痕
电镀层 500 20 200 6 45＃钢 磨痕明显，磨损较严重
图4a、b、c分别是铜合金、激光及电镀涂层高温磨损后的形貌.可以看出，铜合金（图4a)磨痕明显，磨损严重，激光表面强化涂层（图4b)没有明显磨痕,电镀层(图4c）则磨痕明显。对比表明铜合金的磨损相当严重，表面制备防护涂层是非常必要的，而激光表面强化涂层具有更好的抗高温磨损性能。
a
c
b

图4 高温磨损后涂层宏观形貌
（a 铜合金，b激光,c 电镀）
A-铜合金
B-激光
C-电镀层

A（86mg）
Wear loss, mg

D（37mg）

B（11mg）

C（6mg）

图5 涂层的抗高温摩擦磨损性能
（a 铜合金，b激光，c电镀）
图5 是铜合金、激光及电镀涂层高温磨损后的失重曲线。可以看出，铜合金失重最多(86毫克），磨损最严重；电镀层失重37毫克,次之；而激光表面强化涂层失重最少，仅为6毫克。
5、结论
（1）与电镀层相比，激光强化镀层具有更好的抗高温热震性能；
（2)与无涂层铜合金、电镀层相比，激光强化镀层具有更好的抗高温磨损性能。