[发明专利]提高高温干摩擦条件下阀杆表面耐磨性的方法

摘要

本发明涉及提高高温干摩擦条件下阀杆表面耐磨性的方法，先对阀杆表面进行预处理；再对预处理的阀杆表面进行激光熔覆；继而对激光熔覆后的表面进行后处理；再对机加工后的表面进行激光刻蚀微沟槽；最后对激光刻蚀微沟槽的表面进行精珩磨和清洗处理，去除微沟槽边缘和内部的残留物。将激光熔覆技术和激光微织构技术有效结合起来，解决了再热双阀组阀杆在高温干摩擦的条件下极易磨损的问题。该复合工艺可使阀杆表面既具有高温自润滑和高的硬度，又具有储屑减摩的沟槽，从而增强高温干摩擦条件下阀杆的耐磨性能，提高其服役寿命。

主权项

提高高温干摩擦条件下阀杆表面耐磨性的方法，其特征在于：先采用激光熔覆技术在阀杆表面形成具有高温自润滑的耐磨涂层，再对其进行激光微织构使涂层表面产生规则分布的微沟槽，实现储屑减摩作用；包括以下步骤：(1)阀杆表面预处理：采用机加工方式使阀杆直径尺寸小于设计尺寸1～2mm；(2)阀杆表面激光熔覆涂层的制备：采用激光熔覆的方法获得厚度为2～3mm的涂层，工艺为：a)对机加工后的表面进行除油清污处理，并用酒精清洗干净，然后对阀杆预热，预热温度为300～500℃，预热时间为2～3小时；b)配置熔覆粉末，基体材料为Ni60M合金粉末，润滑相为CaF2粉末，复合粉末质量百分比为：Ni60M合金粉末85％～95％，CaF2粉末5％～15％，放入球磨机中混合均匀，搅拌时间为2～3小时；c)采用光纤激光器、以同轴送粉的方式对阀杆表面实施多道单层熔覆；并同步使用惰性气体保护激光熔覆区域；激光熔覆工艺参数为：激光功率为2～3kW，阀杆转动线速度为400～600mm/min，离焦量为+2～+4mm，送粉速率为0.4～0.8g/s，搭接率为20％～40％，保护气体流量为3～4L/min；(3)激光熔覆后表面的后处理：将经激光多道熔覆后的涂层放入热处理炉中进行退火处理，消除残余应力，退火温度为400～600℃，时间为6～10小时；出炉后对熔覆涂层进行机加工、打磨、抛光，使阀杆直径尺寸大于设计尺寸50～100μm；(4)激光刻蚀微沟槽：采用超快激光器对处理后的熔覆涂层刻蚀微沟槽，其工艺参数为：平均输出功率为2～4W，脉冲频率为50～200kHz，扫描速度为50～150mm/s，扫描次数为20000～50000次，离焦量为‑0.5～‑1.5mm；(5)对激光刻蚀微沟槽的表面进行精珩磨和清洗处理，去除微沟槽边缘和内部的残留物。