[发明专利]一种Al-Ga合金的电火花沉积修复方法和电极

说明书

本发明公开了一种Al‑Ga合金的电火花沉积修复方法和电极，涉及电火花沉积方法技术领域，所述方法的电火花沉积工艺参数为：电容为150‑300μF，电压为80V，频率为3000‑5000Hz，沉积角度为45‑90°，保护气体为氩气或氮气、电极转速为2600 r/min。在本发明的电火花沉积工艺参数和电极下，基体的热输入为0.480J，可以获得致密、均匀、无缺陷的可降解沉积层。

技术领域

本发明涉及电火花沉积方法技术领域，具体涉及一种Al-Ga合金的电火花沉积修复方法和电极。

背景技术

随着技术的不断发展，电火花沉积作为一种表面处理技术，在工业中的应用越来越多。目前电火花沉积技术有两方面的应用。一方面是应用在表面强化方向，可以在基体表面制备抗氧化、耐腐蚀、耐摩擦、耐冲蚀的涂层，也可以制备高熵、非晶涂层；另一方面是应用在修复方向，主要应用在电厂设施的修复以及模具、工件的修复。电火花沉积工艺与沉积层的质量息息相关，最佳的沉积工艺可以得到效果极好的沉积层。影响电火花沉积层质量的参数主要有电压、电容、频率、保护气体、沉积角度等。

Al-Ga合金是近年来新开发出来的一种新型铝合金，它既具有传统铝合金的一般结构特点，又具有传统铝合金不具备的降解功能，是兼具结构和功能的可降解新型铝合金，常用于油气田开发用压裂制品，可在不同温度、不同介质以及不同压力条件下完成降解要求。使用中，Al-Ga合金需要承受一定的高温和一定的压差，压裂完成后，需以可预期的速率完成降解。此种Al-Ga合金主要是通过铸造生产的，具有铸件尺寸精度高、生产效率高等优点，但铝合金铸造缺陷（如氧化夹渣、气孔气泡等）会造成工件性能的下降，限制了它在工业领域的应用。此外，使用中，铸造铝合金因表面腐蚀、磨损等造成部件早期失效，若更换部件则造成材料的浪费，不利于节约成本。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种Al-Ga合金的电火花沉积修复方法和电极，该方法通过对Al-Ga合金的电火花沉积工艺参数进行优化，获得了致密、均匀、无缺陷的沉积层，且Al-Ga合金沉积层的硬度升高到了95Hv。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种Al-Ga合金的电火花沉积修复方法，电火花沉积工艺参数为：电容为150-300μF，电压为80V，频率为3000-5000Hz，沉积角度为45-90°，保护气体为氩气、电极转速为2600 r/min。

进一步地，所述电容为150μF。

更进一步地，所述频率为5000Hz。

更进一步地，所述沉积角度为45°。

更进一步地，所述氩气气流为10L/min。

更进一步地，所述方法还包括沉积前对待沉积试样和电极的表面氧化层的去除过程：先打磨去除试样和电极表面的氧化层后用丙酮进行超声清洗并烘干；所述超声时间为30-40min。

本发明采用的技术方案之二为：一种电极，所述电极的合金组成为：Ga 6.8~7.5wt%、Sn 5.0~6.0 wt%、Mg 2.8~3.2 wt%、余量Al。

进一步地，所述电极的合金组成为：Ga 7.2 wt%、Sn 5.5 wt%、Mg 3.0 wt%、余量Al。

本发明采用的技术方案之三为：一种权利上述技术方案所述电极在Al-Ga合金的电火花沉积修复中的应用。

本发明的有益效果：

一、在本发明的电火花沉积工艺参数下，基体的热输入为0.480 J，可以获得致密、均匀、无缺陷的沉积层。

二、采用本发明的电火花沉积工艺参数对Al-Ga合金基体进行沉积修复后，由于修复层的组织消除了枝晶，并细化了晶粒，使得Al-Ga合金沉积层的硬度升高到了95Hv，高于基体的硬度85Hv。