[发明专利]一种电机轴灰铸铁端盖表面激光熔覆改性方法及其应用

说明书

本发明属于激光熔覆技术领域，具体公开了一种电机轴灰铸铁端盖表面激光熔覆改性方法及其应用。所述端盖材料为灰铸铁，所述端盖设有内孔，在所述端盖内孔表面的接触配合位置设有激光熔覆层，所述激光熔覆层包括镍基层和硬质合金层，所述镍基粉层由镍基粉末熔覆至端盖表面制成，所述硬质合金粉末层由硬质合金粉末熔覆至镍基粉层表面制成；所述镍基层厚0.2~0.4mm，所述硬质合金层厚0.7~0.9mm。本发明所述电机轴灰铸铁端盖表面激光熔覆层能提高电机轴灰铸铁端盖的耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化及电特性，所述合金层之间冶金结合，其结合性好，不容易脱落，使用寿命长，且激光熔覆工艺不存在污染。

技术领域

本发明属于激光熔覆技术领域，更具体的，涉及一种电机轴灰铸铁端盖表面激光熔覆改性方法及其应用。

背景技术

电机轴的端盖形状比较复杂，机加工麻烦，难度大，只能铸造制备。端盖材料一般为灰铸铁，由于材料本身性能原因，轴承配合位置容易磨损，一般在配合位置采用电镀工艺增加一层硬铬层，提高零件使用寿命。

但在实际使用中，采用电镀工艺增加一层硬铬层存在以下问题：1.致密度问题，电镀层无法达到100％致密度，所以表面存在针孔，在一定条件下会诱发生锈起泡，最终导致镀层剥落；2.结合力问题，电镀层表面一旦发生损伤，由于电化学腐蚀原因，会出现大面积镀层剥落，最终导致工件失效；3.环境问题，六价铬为吞入性毒物/吸入性极毒物，皮肤接触可能导致敏感；更可能造成遗传性基因缺陷，吸入可能致癌，对环境有持久危险性。但这些是六价铬的特性，铬金属、三价或四价铬并不具有这些毒性。在欧盟，会致癌或突变的六价铬都不允许公开贩售。同时，端盖采用电镀工艺增加硬铬层时，端盖作为镀件进入工艺溶液进行表面处理或电镀，这些溶液附着在镀件表面随镀件带入清洗水中；在此过程中，工艺溶液在工艺过程中给工作人员带来极大困扰：工艺溶液有可能洒落到地面；或被电极反应产生的气体形成“气雾”带出，进入排风系统；或在镀液过滤时遗留在滤芯上；或由于镀槽、管道破损泄露镀液；镀液失效废弃；这些清洗水、洒落液和气雾中的酸、碱、氰化物、重金属物质都会对环境造成污染。

激光熔覆技术是指以不同的填料方式在被涂覆基体表面上放置选择的涂层材料，经激光辐照使之和基体表面薄层同时熔化，并快速凝固后形成稀释度极低并与基体材料成冶金结合的表面涂层，从而显著改善基体材料表面的耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化及电器特性等的工艺方法。

同时，在灰铸铁表面进行熔覆，由于碳含量较高，高温烧损严重，熔池底部产生的气体破坏熔池，极难成型。因此，研究激光熔覆技术在灰铸铁端盖表面涂层制备工艺中的应用意义重大。

发明内容

针对背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种电机轴灰铸铁端盖表面激光熔覆改性方法。

本发明的另一目的在于提供一种电机轴灰铸铁端盖表面激光熔覆改性方法在电机轴灰铸铁端盖表面的应用。

本发明的发明目的是通过以下技术方案实现：

一种电机轴灰铸铁端盖表面激光熔覆改性方法，所述端盖材料为灰铸铁，所述端盖上设有内孔，在所述端盖内孔表面的接触配合位置进行改性形成激光熔覆层，所述激光熔覆层包括镍基层和硬质合金层，所述镍基粉层由镍基粉末熔覆至端盖表面制成，所述硬质合金粉末层由硬质合金粉末熔覆至镍基粉层表面制成；所述镍基层厚0.2～0.4mm，所述硬质合金层厚0.7～0.9mm；所述改性激光熔覆层由顺序进行的下列步骤制成：

S1.端盖配合位置磨削：对端盖的配合位置内孔进行车削机加工，去除缺陷疲劳层；

S2.盖板变位机装夹找正：装夹后找正，内孔圆中心与变位机转盘中心同轴；

S3.镍基层熔覆：采用激光熔覆工艺对端盖的配合面内孔表面进行熔覆镍基层，所述镍基层分两层进行熔覆，第一层熔覆层与端盖基材部分冶金结合；第二层熔覆层与第一层熔覆层冶金结合，优选地，所述第一层镍基层厚0.1～0.2mm、第二层镍基层厚0.2～0.3mm；