[发明专利]一种金属零件表面修复材料及金属零件表面处理工艺与应用

说明书

本发明涉及汽车零件表面修复技术领域，具体涉及一种金属零件表面修复材料及金属零件表面处理工艺与应用。按质量百分数计，所述金属零件表面修复材料的原料组成包括以下组分Cr:10～20％，Si:1～10％，B:1～10％，Cu:1～10％，Mo:1～10％，Fe:0～5％，C:0～3％，WC:1～20％，Ni余量。本发明的金属零件表面修复材料具有优异自熔性能，以其制备的涂层具有优异的高温耐磨损抗腐蚀性能。而且本发明的涂层在厚度达到1.5mm的超厚厚度时，依然具有优异的涂层抗裂性能，这是普通的镍铬合金粉末所达不到的。

技术领域

本发明涉及汽车零件表面修复技术领域，具体涉及一种金属零件表面修复材料及金属零件表面处理工艺与应用。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发动机中由于磨损产生的故障在各种故障中占有很大比重。由于润滑不良，配对材料欠佳，制造和装配质量差，使用条件的恶化，灰尘和温度的影响，以及交变负荷的作用，都会促使磨损的四种主要形式：磨粒磨损、粘着磨损、腐蚀磨损和表面疲劳磨损在发动机一些主要零件工作过程中有不同程度的出现。

发动机零部件损坏的形式和特点可以得出发动机零部件失效的主要形式为：磨损、腐蚀与疲劳等，它们多发生于表面，或者是先从表面开始，所以提高材料表面性能对延长零部件使用寿命和发挥潜力有着重要的作用。提高材料表面耐磨性的强化方法往往是从提高表面硬度和减少摩擦系数两方面着手。常规提高材料表面抗腐蚀性能的主要方法有。(1)镀铬，因为它在碱、硝酸、硫化物、碳酸盐及有机酸中非常稳定。(2)氮化，因为它在零部件表层形成稳定性高的相层，对水、潮湿空气、燃烧产物，特别是对硝酸的抗蚀性很高。(3)渗铝、渗硅对酸有良好的抗蚀性。(4)对钢铁零件，如活塞环进行磷化和发蓝处理，它们可以防止腐蚀和减轻机械磨损。目前，喷涂和重熔技术来替代上述常规工艺方式，一方面，喷涂和重熔技术作为增材制造方式的一种，可以解决零部件材料缺失后的修复工艺，这是“氮化，渗铝、渗硅，磷化、发蓝”等工艺是无法完成的；另一方面，喷涂和重熔技术的工艺过程产生的污染处理简单。其制备过程中会产生噪音和粉尘污染，但只要在合规的设施中进行生产，噪音可被有效的阻隔，粉尘可被过滤收集，相比较“镀铬”等电镀工艺产生的水污染处理要经济和容易。

现有的粉末喷涂技术有火焰、电弧、等离子或爆炸喷涂等方法在基材上制备金属或陶瓷涂层；重熔技术有激光、电子束、TIG重熔、火焰重熔、整体加热和感应重熔等。重熔处理通过热源将涂层中易熔的物质熔化，产生的液相有助于扩散过程的强化和渗透，可改善涂层与基体间的结合强度和涂层内在质量，从而提高涂层的耐磨、耐蚀性。以上技术现阶段也存在着一些问题：(1)激光重熔存在的问题主要是其极速加热和冷却的条件下容易使陶瓷涂层等材料产生裂纹，脱落和孔洞等缺陷；由于激光光斑小，对于大面积重熔，需要通过搭接的技术方式完成，会造成涂层性能在硬度等方面的不稳定。(2)电子束重熔和激光重熔有很多相似性，其不足主要体现在电子束加热重熔时必须在真空环境下，因此大件以及深孔的重熔受到很大的限制。(3)钨极氩弧(TIG)重熔相比较其他重熔方式对工件产生的变形影响较大，对于进度要求高的工件修复不适合。(4)感应重熔适用于形状简单的批量零件，形状复杂的零件难以应用。(5)整体加热适用于批量生产且对基体组织性能变化没有严格要求的工件。

发明内容

本发明提出一种金属零件表面修复材料及金属零件表面处理工艺与应用。本发明的修复材料具有优异的自熔性能，制备的涂层具有优异的高温耐磨损抗腐蚀性能，以便于：(1)在汽车零部件生产中引入绿色再制造的概念，以达到节约制造材料和能耗的目的。(2)延长汽车动力系统零部件的使用寿命和保养周期。(3)减少汽车动力系统的故障率。为此，

具体地，为实现上述目的，本发明的技术方案如下所示：