[发明专利]普通钢球表面包复钴铬钨合金的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种普通钢球，尤其涉及一种普通钢球表面包复钴铬钨合金的方法。

背景技术

钴铬钨合金(俗称司太立合金)由于含有钴铬钨碳等金属元素，因此决定了合金具有一些非常优异特殊的物理和化学性能，如合金的硬度高HRC 40-60，比重高，比重大于8。3g/cm³，具有极好的耐磨粒磨损性能，抗高温氧化能力，耐腐蚀，耐气蚀性能，因而广泛用于制造在高温，有腐蚀介质，有气蚀磨损等恶劣工况中工作的各种机械零件如蒸气阀球，内燃机气阀，石油抽油泵阀球，食品机械等。

现有技术中钴铬钨合金球的制造方法有以下几种：

第一熔模铸造法：

熔模铸造又称失蜡铸造工艺生产合金球，这种方法是将易熔材料制成精确光洁的模样(易熔模)，在易熔模上涂敷多层耐火材料，耐火材料硬化后即形成铸型。使铸型中的易熔模熔化流出，再将熔融的钴铬钨合金浇注到焙烧后的铸型，金属液在铸型中冷却凝固后成为精确光洁的球。用此种方法生产的铸造球，由于内部往往会含有较多的细空隙，最后精加工后成品率低，合金的金相结构显示，晶粒组织粗。

第二粉末冶金工艺生产法：

此种方法是用粉末冶金生产工艺制造合金球。首先要用雾化工艺生产雾化合金粉，雾化工艺是将钴铬钨合金在中频炉内熔融后用高速惰性气流击碎金属液流的方法，制得的雾化粉取-200目以下的细颗粒作为制造合金球的原料，经拌胶，烘干，擦筛，再放入模具中压制成型，压坯经排胶，烧结等工艺后即成粉末冶金合金球。用此方法生产的合金球的性能比熔铸法生产的好，它可避免成分的偏析，保证合金球具有均匀的组织和稳定的性能，同时，这种合金具有细晶粒组织使加工性能大为改善，合金的空隙度低，加工后成品率高于熔铸法生产的球。

上述提到的用钴铬钨合金制成的合金球具有优良的性能，因而被运用在一些特殊场合。但是由于在合金中含有钨钴等价值昂贵的战略物资，用它制造零件就会使产品成本上升很多，因而在应用上受到很大制约。为了降低成本，节省资源，人们有了在普通钢球表面包一层合金的设想以达到以上目的。

现有技术中生产大球的方法有在普通钢球表面用等离子堆焊的工艺用钴铬钨合金焊丝堆上一层合金层，再进行机加工，或用超音速喷涂的工艺在球体表面喷上极其薄的钴铬钨合金涂层。

综上所述钴铬钨合金球的制造工艺中，用粉末冶金工艺生产的球质量最好，成品率最高，应用性能最好，但成本高，用紧缺资源多，推广受到限制。

而在普通钢球外包复的现有堆焊和喷涂工艺只适用大球，堆焊层性能差，晶粒粗，使用受到限制，而且喷涂工艺成本很高，涂层薄，使用范围更小。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供了一种普通钢球表面包复钴铬钨合金的方法，旨在解决上述的问题。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下步骤实现的：

根据钴铬钨合金粉在真空烧结时的收缩和加入粘结剂的量计算合金球的收缩比；收缩比控制在1.1-1.2；开出用于压制钢球内芯的压模具；

采用200目以下的钴铬钨雾化合金粉，加入松香汽油溶液作为粘结剂；粘结剂与钴铬钨雾化合金粉的重量比是10％-15％；经搅拌、干燥、擦筛成20目-30目的颗粒；

普通钢球内芯进行表面喷砂处理；

计算包复层所需的合金粉末重量，以包复层厚度为4-7mm计算；

称量二分之一合金粉末量的颗粒；

倒入模具的模腔内，合金粉末量的颗粒抖平，放入钢球内芯；钢球内芯放在模具的中心部位，再加入余下的二分之一重量的颗粒；放入上冲头和限位，再进行压制，并保压5-30秒脱模，取出压坯；

压坯放入烧舟，经排胶工艺，真空烧结炉内烧结成合金球。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：制成的合金球在应用中其物理和化学性能和用粉末冶金工艺生产的钴铬钨合金球完全一样；而且还可根据合金球应用的具体要求改变球芯的成份，以改变球的比重，使球的性能更好，应用范围更广。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

本发明是通过以下步骤实现的：

1、根据钴铬钨合金粉在真空烧结时的收缩和加入粘结剂的量计算合金球的收缩比；收缩比控制在1.1-1.2；开出用于压制钢球内芯的压模具；

2、采用200目以下的钴铬钨雾化合金粉，加入松香汽油溶液作为粘结剂；粘结剂与钴铬钨雾化合金粉的重量比是10％-15％；经搅拌、干燥、擦筛成20目-30目的颗粒；

3、普通钢球内芯进行表面喷砂处理；

4、计算包复层所需的合金粉末重量，以包复层厚度为4-7mm计算；