技術簡介：
本實用新型針對傳統耐磨涂層技術存在結合強度低、熱影響大、涂層不均等問題，提出一種基于電阻縫焊的新型涂覆裝置。通過圓盤電極擠壓加壓與金屬箔-粉末復合結構，實現低溫高結合強度涂層制備，解決涂層與基體界面模糊、孔隙率高等缺陷，提升耐磨性能與生產效率。
關鍵詞：耐磨涂層,電阻縫焊,涂層結合
本實用新型涉及金屬表面涂層的工藝
技術領域：
，具體的說，是涉及一種金屬表面耐磨涂層的涂覆裝置。
背景技術：
：目前，金屬表面制備耐磨涂層的方法主要有電沉積、氣相沉積法等離子噴涂法和激光熔覆等。電沉積法最顯著的特點是可用于低溫環境中，但由于該方法會產生化學污染且沉積速率不高，導致其在實際應用中較少。氣相沉積法可以精確地控制材料的組成、結構及其形態且氣相中的組分與基材表面反應可很好地提高其結合強度，但是涂層比較薄，在長時間高載荷工作下容易磨損失效；激光熔覆技術可以獲得足夠工程厚度的涂層，但是對金屬熱影響大導致基體容易產生變形或組織變化，且熔覆后對陶瓷的稀釋率大，耐磨性降低，同時精加工難度大從而造成其成本過高。等離子噴涂法是比較常用的制備涂層的方法，將原料粉末送入等離子射流中，在熔融或半熔融狀態下噴涂在襯底上形成多層噴涂層，通過改變原料粉的組合或控制合理的工藝參數，調整成分而得到梯度涂層。目前，國內外很多著名的研究單位和汽車企業，如美國的山迪亞國家實驗室、通用汽車公司、大眾汽車、日本豐田汽車公司、中國的礦冶研究總院、西安交通大學等在此方面進行了大量研究且取得了積極的成果，已經逐漸將該梯度涂層制備技術應用在提高發動機金屬件的性能上。等離子噴涂法可以方便的控制粉末成分組成，沉積效率高，無需燒結，可制備大尺寸涂層。但是受噴涂材料及工藝成熟度等條件的影響，存在涂層與基體及層間的結合強度低，涂層均勻性差，涂層孔隙較多等缺點，在一定程度上限制了它的應用。電阻縫焊是通過將被焊工件置于兩個盤狀電極之間，電極加壓工件并轉動，連續或斷續送電，從而使被焊工件之間的接觸表面產生熱量，溫度升高，局部熔化接觸點后形成一條連續或斷續焊縫的方法。電阻縫焊過程的熱影響區小，基本不會引起被焊材料的變形及組織改變，同時焊接界面強度高，焊接設備操作簡單，焊接效率高，已在航空航天、電子和汽車等生產中大量使用。與上述其他制備方法相比，該方法具有對基體熱影響小，涂層厚度從幾十微米到幾個毫米可調，涂層與基體無明顯界面，結合強度高，且生產效率高，成本低，設備簡單易行等特點。技術實現要素：本實用新型在于適應現實需要，設計一種金屬表面耐磨涂層的涂覆裝置。為了實現本實用新型的目的，本實用新型采用如下技術方案：一種金屬表面耐磨涂層的涂覆裝置，包括兩個相對設置且相對轉動的圓盤狀電極，電極的供電系統，在兩個所述圓盤狀電極之間設置有金屬板基體，在金屬板基體設有耐磨粉末涂層，在所述耐磨粉末涂層覆蓋有一層金屬箔，所述金屬板基體、耐磨粉末涂層、金屬箔組成的焊件經由圓盤狀電極擠壓加壓且由電極轉動帶動其水平移動，在所述兩個圓盤狀電極與焊件接觸部位的一側設有冷水噴淋管。所述金屬板基體為金屬，板厚為2～20mm。所述耐磨涂層采用耐磨涂層粉末，所述耐磨涂層粉末為金屬或陶瓷粉末，鋪覆層厚度為100～2000μm。本實用新型的有益效果在于：本實用新型避免了耐磨涂層與基體結合力差，且具有對基體熱影響小，涂層厚度從幾十微米到幾個毫米可調，涂層與基體無明顯界面，結合強度高，且生產效率高，成本低，設備簡單易行等特點。附圖說明圖1為本實用新型金屬表面耐磨涂層涂覆裝置的結構示意圖；圖2為采用本實用新型的裝置對金屬表面進行涂覆鋁合金表面鐵/陶瓷單層涂層掃描電鏡照片；圖3為鈦合金表面鐵/陶瓷單層涂層EDS面掃描照片。圖中：1為金屬板基體，2為耐磨粉末涂層，3為金屬箔，4為圓盤狀電極，5為供電系統，6為冷水噴淋管。具體實施方式下面結合附圖1——3和實施例對本實用新型進一步說明：實施例：參見圖1。本實用新型公開了一種金屬表面耐磨涂層的涂覆裝置，包括兩個相對設置且相對轉動的圓盤狀電極4，電極的供電系統5，在兩個所述圓盤狀電極4之間設置有金屬板基體1，在金屬板基體1設有耐磨粉末涂層2，在所述耐磨粉末涂層2覆蓋有一層金屬箔，所述金屬板基體1、耐磨粉末涂層2、金屬箔3組成的焊件經由圓盤狀電極擠壓加壓且由電極轉動帶動其水平移動，在所述兩個圓盤狀電極4與焊件接觸部位的一側設有冷水噴淋管。所述金屬板基體1為金屬，板厚為2～20mm。所述耐磨涂層粉末為金屬或陶瓷粉末，鋪覆層厚度為100～2000μm。同時，本實用新型還公開了一種金屬表面耐磨涂層的涂覆方法，包括如下步驟：a.金屬板基體表面預處理將金屬板1表面用不同型號的砂紙打磨，去除表面氧化物；b.涂層粉末的鋪覆將金屬或陶瓷粉末或其一定比例的混合物以一定厚度鋪覆于金屬板基體表面，且在粉末層表面再鋪覆一層高熔點金屬箔3，作為焊接試樣；本實施例中，Al6061鋁合金作為金屬板基體，采用粒度為60-90μm的SHA粉末，及粒度為50～75μm的碳化鎢混合粉末。鋪覆于Al6061表面，鋪覆厚度為0.8mm，同時為保護電阻縫焊設備的電極，SHA粉末層表面再鋪覆一層SUS304金屬箔，將Al6061，混合涂層粉末層和SUS304金屬箔整體作為一個焊接試樣。SHA:WC(Wt％)＝3:7，SHA為一種高碳鋼粉末，其化學成分如表一所示,表1SHA粉末成分(mass％)元素FeCrCMoNiSiSHABal.9.844.994.924.830.99c.電阻縫焊焊接將經過步驟b處理的焊接試樣送入電阻縫焊設備的兩個圓盤狀電極之間，啟動電源，打開冷卻水對所述兩個圓盤狀電極4與焊件接觸部位進行冷卻降溫，控制一定的焊接速度、焊接電流，焊接壓力，將步驟b中準備好的焊接試樣放置于電阻縫焊設備中的兩個電極中間，焊件經由圓盤狀電極擠壓加壓且由電極轉動帶動其水平移動，耐磨粉末涂層2被焊接在金屬板基體1表面；d.后處理將高熔點金屬箔(即SUS304)撕下去除后，基體表面制備出一層耐磨的鐵/碳化鎢混合涂層。本實施例得到的鋁合金表面鐵/碳化鎢耐磨涂層的形貌圖如圖2所示，a為涂層整體；b為涂層上部；c為涂層中部；d為涂層下部。從涂層可以看出，鐵基顆粒和陶瓷顆粒并未發生融化，Al6061表面發生熔化后滲透鐵基合金及碳化鎢混合顆粒的所有間隙中，凝固后形成厚為800μm左右的鐵/碳化鎢涂層；Al6061基體與涂層的宏觀結合性良好，界面無明顯缺陷；其耐磨性比鋁基體提高了大約60倍。所述金屬板基體1也可以選擇金屬、鈦合金或不銹鋼板或其他合金板，板厚為2～20mm。作為耐磨涂層的選材，所述金屬或陶瓷粉末包括高碳鋼粉末，不銹鋼粉末，陶瓷粉末包括碳化物，氧化物等；粉末粒度為5～100μm,鋪覆層厚度為100～2000μm。所述電阻縫焊焊接步驟中，電阻縫焊參數包括：電流：2.0～10kA,焊接速度：0.01～0.1m/s,焊接壓力：98N～980N，電極寬度：1～20mm。還可以選用純Ti(TP340C)作為金屬板基體1，其厚度為2mm、寬30mm和長150mm；選用粒度為60-90μm的SHA粉末及粒度為1.5μm的碳化鎢混合粉末鋪覆于TP340C表面，鋪覆厚度為0.8mm，SHA:WC(wt％)＝1:4。經此方法，制成一種以TP340C為金屬板基體，帶有一層耐磨的鈦基/碳化鎢涂層。如圖3所示，鈦合金表面能成功制備鐵/碳化鎢復合涂層，涂層厚度大約600μm左右，且可以觀察到鐵基金屬發生熔化與陶瓷顆粒結合，而鈦合金表面幾乎不發生熔化，但與涂層間有相互擴散作用，使基體與涂層的結合性良好，該涂層的耐磨性比基體增加了大約25倍左右。上述通過附圖所描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本實用新型，而不能解釋為對本實用新型的限制；對于本領域的技術人員而言，可以在不脫離本實用新型的原理和精神下對本實施例進行變型和參數置換，本實用新型的范圍由所附權利要求及其等同確定。當前第1頁1 2 3