[发明专利]复合微粒镍基合金制造或修复气缸套的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种复合微粒镍基合金制造或修复气缸套方法。主要用于对现有铁道、船用及大功率柴油机气缸套经使用磨损后内壁的修复。还可以用于制造各类大功率柴油机气缸套时对内壁进行涂覆，以提升其性能。

背景技术

现有铁道、船用及大功率柴油机气缸套，经使用后内壁磨损，功率下降，油耗增加，因此报废处理。

“复合微粒镍基合金”是在已广泛应用的化学镀镍基合金涂层的基础上发展产生的。即在原化学镀镍基合金涂层中加入了高硬质超细碳化硅微粒，使涂层的硬度更高，工作状态下含油性更好，涂层中硬质微粒承受载荷并对犁削起阻挡作用，阻止涂层疲劳，晶格错位及粘着磨损，从而大大提高了工件的使用时间。

已广泛应用的化学镀镍基合金涂层的难点即工艺技术要点是溶液的稳定性。溶液中任何杂质，尤其是具有催化活性粒子的存在都会加速溶液的分解，而“复合微粒镍基合金”工艺正好相反，要在溶液中加入大量细微粒子，粒子表面积一般达到100000^cm2/升，装载量是原工艺的800倍以上(装载量是指单位体积的溶液对应被涂复工件的表面积为装载量，单位为100L/m²)，所以溶液很快分解报废无法正常长期工作，所以该涂层一般只能在实验室制备样品，而无法进入工业化应用。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种复合微粒镍基合金工业化制造或修复气缸套方法，使该方法在工业化制造、修复气缸套过程中能控制复合微粒镍基合金溶液在设定的反应时间内稳定不分解。

本发明的目的是这样实现的：一种复合微粒镍基合金制造或修复气缸套的方法，所述方法是将配制有微米级硬质耐磨材料碳化硅的复合微粒镍基合金溶液，在专用的涂复装置中，均匀的涂复在气缸套内表面，

所述专用的涂复装置包括：待加工之气缸套、下水帽、上水帽、搅拌棒、保温箱、冷凝器、过滤泵、配液槽、储液罐、加热器、加粒器和搅拌棒，待加工之气缸套下部与下水帽密封连接，上部与上水帽密封连接，搅拌棒设置在待加工之气缸套、下水帽和上水帽内，保温箱设置在待加工之气缸套、下水帽和上水帽外，下水帽下部开口通过管道与加粒器出口相连通，上水帽上部设置溢流口通过管道与冷凝器进口相连通，冷凝器出口与过滤泵进口相连，过滤泵出口与配液槽溶液进口相连，配液槽溶液出口与储液罐溶液进口相连，储液罐溶液出口与加热器溶液进口相连通，加热器溶液出口与加粒器溶液进口相连通；

所述方法的工艺过程是：出加粒器的复合微粒镍基合金溶液由下水帽下部开口经下水帽导入待加工之气缸套内进行化学反应，搅拌棒在动力带动下均速搅拌边向上提升，将复合微粒镍基合金溶液中的碳化硅微粒均匀地涂复在待加工之气缸套内表面，对被磨损的气缸套内表面进行修复恢复到原尺寸继续使用，或对新制造的气缸套内表面进行强化以提高其耐磨性，使用过的复合微粒镍基合金溶液由上水帽上部的溢流口导入冷凝器，迅速将使用过的复合微粒镍基合金溶液由工作温度80～82℃冷却降至50℃，溶液失去活性，化学反应停止，过滤泵将已冷却的复合微粒镍基合金溶液中的碳化硅微粒全部滤尽，并将滤液泵入配液槽，在配液槽内经化学分析调整并补充各相关成份后配制成镍基合金溶液，再导入储液罐储存并保持体积，储液罐下部出口接入流量计，计量后送入加热器，加热器由温控仪控制温度，溶液经加热器加热，计量通过到达出口温度82～83℃后导入加粒器，在加粒器内加入碳化硅微粒配制成复合微粒镍基合金溶液进入以下的循环系统；

所述待加工之气缸套内各工艺参数的控制：

1)、搅拌棒：搅拌速度110转/分钟±10转/分钟，

2)、溶液温度控制：温度80～82℃

3)、溶液pH值控制：pH＝4.6～4.8

4)、溶液装载量及溶液流量控制：6升/m²·分钟，其中，m²指被加工工件的表面积。

上述装备设计的关键在于：溶液中加入大量的碳化硅粒子后连续长期工作会造成分解失效而反应终止，该设计中溶液只是在加热器中短时加温至工作温度再流经待加工之气缸套内部完成反应至冷凝器快速冷却，总计时间≤10分钟，溶液即已脱离工作温度，反应立即停止，再由过滤泵将可能毒化长大的碳化硅粒子全部滤尽，添加成份后再进入系统循环使用。实践证明该装备每天二十四小时连续十天工作，累计产出涂层厚度达36mm，溶液及全部工作系统正常(一般一只气缸套涂层在0.1mm以下)。

所述复合微粒镍基合金溶液主要由以下重量百分比的原料组成：

粒径0.0007～0.004mm的碳化硅       3％±0.15％