[实用新型]一种经表面复合处理的铸铁零件

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种铸铁零件。 

背景技术

铸铁是一种常规金属材料，广泛用于制作各类设备机架、支架及滑动轴承座，但因硬度低，耐磨性差，耐蚀性差（常规的铸铁件的硬度为470~530HV，摩擦系数为0.4~0.6，比磨损率为1~8×10^-15），使其应用受到较大限制；而铸铁中的石墨又会吸附很多气体，导致所有涉及真空的处理工艺都不适于在铸铁上应用，致使铸铁的表面处理受到很大局限。 

实用新型内容

本实用新型的目的是克服上述背景技术的不足，提供一种经表面复合处理的铸铁零件的改进，该铸铁件应具有较高的表面硬度、耐磨性和耐蚀性。 

本实用新型提供的技术方案是： 

一种经表面复合处理的铸铁零件，包括铸铁基体，其特征在于，在基体表面由内而外依次包覆着厚度为2~310um的用于对铸铁基体中的石墨相进行封孔处理的预处理层、厚度为5~30um的硬质耐磨层以及厚度为2.5~8um的固体润滑减摩层。 

所述预处理层为离子氮化层，或者是化学镀层，或者是电镀层。 

所述的离子氮化层包括从基体深处至基体表面依次包覆厚度为25~300um的扩散层和厚度为0~10um的氮化白亮层；所述氮化白亮层中的氮原子的含量为5~40%。 

所述化学镀层以及电镀层均为镍原子镀层或铬原子镀层；镍原子镀层或铬原子镀层中掺有粒度为0.5~10um的金刚石粉或陶瓷改性粉，掺入比例为0~10%。 

所述的硬质耐磨层从预处理层表面垂直方向自内向外依次为Cr打底层、 CrN过渡层、CrMoN合金镀层；其中，Cr打底层厚度为0.2~2um，成分为Cr；CrN过渡层厚度为0.3~2um，氮原子与铬原子的比例为0~4.3﹕1；CrMoN合金镀层厚度为3~30um，其中Cr原子的比例为20~30%，Mo原子的比例为20~30%，氮原子的比例为40~60%。 

所述的固体润滑减摩层从硬质耐磨层表面垂直方向自内向外依次为纯Cr打底层、过渡层、碳基固体润滑层；其中，纯Cr打底层厚度为0.2~2um，成分为Cr；过渡层厚度为0.3~1.5um，碳原子与Cr原子的比例是0~80:1，碳基固体润滑层厚度为0.8~5um，Cr原子与碳原子的原子比为1﹕82~85。 

本实用新型的有益效果是：由于所提供的铸铁件具有较高的表面硬度，较好的耐磨性能以及较强的耐蚀性（硬度达到1800HV~2800HV，结合力Lc>80N，摩擦系数为0.04~0.07，比磨损率为0.3×10^-16~0.6×10^-16，开路电位为-0.25V～-0.07V），还提高了铸铁件在恶劣环境下的使用寿命，进而大幅度扩展了应用范围，降低了制造成本。 

本实用新型提供的铸铁件表面复合处理方法，有效解决了铸铁件不宜真空处理的行业惯例，使真空表面处理方法应用于铸铁件，处理后的铸铁件的各项性能远远超过常规表面处理的水平。此外，该处理方法简单，工艺稳定且可重复性高，适合规模化生产。 

附图说明

图1为本实用新型所述铸铁件的表面镀层结构的剖面示意图。 

具体实施方式

以下结合附图所示实施例进一步说明。 

如图所示，该铸铁件中，在基体1表面由内而外依次包覆着厚度为2~310um的预处理层2、厚度为5~30um的硬质耐磨层3以及厚度为2.5~8um的固体润滑减摩层4；预处理层用于对铸铁基体中的石墨相进行封孔处理。 

所述的离子氮化层的扩散层中，氮含量从基体深处至基体表层越来越高。 

所述CrN过渡层中，氮原子与铬原子的比例为0~4.3﹕1，从预处理层表面垂直方向自内向外，是一个氮原子含量逐渐增多的过程。 

所述的固体润滑减摩层的过渡层中，从硬质耐磨层表面垂直方向自内向外Cr原子逐渐减少，碳原子逐渐增多。 

本实用新型所述的对铸铁件表面的复合处理方法，通过闭合场非平衡磁控溅射离子镀设备（外购设备）实现。 

除特别注明之外，本文所述比例均为原子数量比。 

实施例1