一种1Cr15Ni4Mo3N基体表面涂镀复合修复工艺的制作方法

一种1cr15ni4mo3n基体表面涂镀复合修复工艺
技术领域
1.本发明涉及零部件再制造领域，具体是一种1cr15ni4mo3n基体表面涂镀复合修复工艺。


背景技术：

2.1cr15ni4mo3n是一种半奥氏体沉淀硬化不锈钢，力学性能：σb＝1350～1520mpa，δ5≥15％，该材料具有高的横向力学性能，高强、高切、高塑性和低的应力集中敏感性等特点，主要用于大气和燃料中的承力零件和紧固件制造(见程宗辉，曹强，陈云鹏.1cr15ni4mo3n钢典型热处理故障分析及工艺优化[j].长沙航空职业技术学院学报，2015，15(2)：41
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44.)。端轴颈零件是飞机上用于固定发动机的重要承力构件(见秦仁耀，张学军，于波，李永龙.飞机端轴颈的激光3d熔覆维修[j].航空维修与工程，2015，(9)：125
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126)，其端部圆柱表面电镀银处理，该表面与配合部位为静配合，镀银起到防接触腐蚀和防粘接的作用。使用过程中，飞机振动会导致端轴颈配合部位银层及基体磨损，不满足配合间隙要求。
[0003]
专利201611026953.0《激光熔覆沉淀硬化不锈钢耐磨耐蚀涂层的制备方法与应用》中，提到了一种在1cr15ni4mo3n基体表面制备耐磨耐蚀涂层的方法，用于修复基体表面划伤，改善表面耐磨和耐蚀性能。而对于1cr15ni4mo3n钢轴型件工作表面0.2mm以下的尺寸磨损，激光熔覆技术却有其局限性，一是激光熔覆技术适合局部凹坑或划伤的损伤修复，但对于圆柱周向大面积磨损有一定难度，二是激光熔覆技术需要熔化基体，会产生haz(热影响)区，haz区的强度会有所降低，这在承受较大应力的圆柱工作表面很可能是疲劳裂纹的起源。因此，需找到一种合适的表面复合修复技术，恢复零件尺寸并恢复镀银层，减少此类零件的报废。


技术实现要素：

[0004]
为了解决上述问题，本发明提出一种1cr15ni4mo3n基体表面涂镀复合修复工艺。
[0005]
一种1cr15ni4mo3n基体表面涂镀复合修复工艺，其具体步骤如下：
[0006]
s1、表面加工：通过磨削的方式对端轴颈零件圆柱体装配表面进行处理，去除磨损划痕，均匀降低装配表面的尺寸从而保证装配表面的同轴度；
[0007]
s2、消除应力：磨削加工结束，在热处理炉中进行消除应力处理；
[0008]
s3、除油清洗：零件消除应力结束，使用棉布、纱布或表面处理擦布蘸取丙酮对待喷涂部位进行清洗，直至彻底去除表面油污；
[0009]
s4、表面喷砂：对零件圆柱体装配表面进行喷砂处理；
[0010]
s5、喷涂：采用超音速火焰喷涂316l不锈钢粉末，在喷涂过程中，监控零件基体温度不高于110℃，喷涂时保证单边0.05mm的余量便于涂层后续磨削；
[0011]
s6、磨削：喷涂后的零件通过磨削保证零件尺寸和表面粗糙度，涂层磨削使用碳化硅砂轮；
[0012]
s7、检验：当零件加工完成后，按零件图纸对尺寸和表面粗糙度进行检验，满足图纸要求；
[0013]
s8、消除应力：检验合格后的零件在热处理炉中采用190℃
±
10℃/t>4h进行消除应力处理；
[0014]
s9、探伤检查：荧光探伤零件涂层表面无裂纹显示；
[0015]
s10、电镀银：对修复零件表面预镀镍、镀铜打底，随后电镀银处理3μm～6μm；
[0016]
s11、装配验证：将端轴颈装机验证尺寸配合，应满足工艺要求。
[0017]
所述的步骤s1为防止零件的总体强度受较大影响，磨削表面尺寸去除不超过0.2mm。
[0018]
所述的步骤s2的热处理炉采用190℃
±
10℃/t>4h进行消除应力处理。
[0019]
所述的步骤s4的喷砂选用的喷砂工艺为：白刚玉砂54目～60目、压缩空气压力0.45mpa～0.55mpa，喷砂距离150mm～200mm。
[0020]
所述的步骤s5在喷涂完成后，对涂层外观进行检查，涂层表面均匀、连续，无片状剥落、散裂、碎屑、气泡和可见裂纹，喷涂修复最大尺寸0.5mm。
[0021]
本发明的有益效果是：通过超音速火焰喷涂316l不锈钢粉末和316l不锈钢喷涂层表面电镀银层复合工艺方法，能够实现飞机端轴颈超高强度钢基体表面磨损尺寸超差故障的修复，能够有效减少对超高强度钢表面的热影响，防止后期扩展为疲劳损伤，同时恢复了零件修复后配合零件防粘接功能。
附图说明
[0022]
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0023]
图1为本发明的超音速火焰喷涂316l不锈钢粉末和涂层表面电镀银复合涂镀层金相组织分层结构示意图；
[0024]
图2为本发明的修复工艺流程示意图。
具体实施方式
[0025]
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面对本发明进一步阐述。
[0026]
如图1和图2所示，一种1cr15ni4mo3n基体表面涂镀复合修复工艺，其具体步骤如下：
[0027]
s1、表面加工：通过磨削的方式对端轴颈零件圆柱体装配表面进行处理，去除磨损划痕，均匀降低装配表面的尺寸从而保证装配表面的同轴度；
[0028]
s2、消除应力：磨削加工结束，在热处理炉中进行消除应力处理；
[0029]
s3、除油清洗：零件消除应力结束，使用棉布、纱布或表面处理擦布蘸取丙酮对待喷涂部位进行清洗，直至彻底去除表面油污；
[0030]
s4、表面喷砂：对零件圆柱体装配表面进行喷砂处理；
[0031]
s5、喷涂：采用超音速火焰喷涂316l不锈钢粉末，在喷涂过程中，监控零件基体温度不高于110℃，喷涂时保证单边0.05mm的余量便于涂层后续磨削；
[0032]
s6、磨削：喷涂后的零件通过磨削保证零件尺寸和表面粗糙度，涂层磨削使用碳化
硅砂轮；
[0033]
s7、检验：当零件加工完成后，按零件图纸对尺寸和表面粗糙度进行检验，满足图纸要求；
[0034]
s8、消除应力：检验合格后的零件在热处理炉中采用190℃
±
10℃/t>4h进行消除应力处理；
[0035]
s9、探伤检查：荧光探伤零件涂层表面无裂纹显示；
[0036]
s10、电镀银：对修复零件表面预镀镍、镀铜打底，随后电镀银处理3μm～6μm；
[0037]
s11、装配验证：将端轴颈装机验证尺寸配合，应满足工艺要求。
[0038]
本发明的目的是提供一种1cr15ni4mo3n基体零件表面超音速火焰喷涂316l不锈钢涂层后电镀银层复合修复技术，所要解决的是1cr15ni4mo3n超高强度钢材料，以端轴颈为例的静配合部位银层及基体磨损，导致不满足配合间隙要求的故障。
[0039]
如图1所示，图中附图标记1为打底层，附图标记2为镀银层，附图标记3为316l涂层。
[0040]
通过超音速火焰喷涂316l不锈钢粉末和316l不锈钢喷涂层表面电镀银层复合工艺方法，实现飞机端轴颈超高强度钢基体表面磨损尺寸超差故障的修复，有效减少对超高强度钢表面的热影响，防止后期扩展为疲劳损伤，同时恢复了零件修复后配合零件防粘接功能。
[0041]
316l不锈钢标准牌号为022cr17ni2mo2，主要含有cr、ni、mo元素，因此具有优异的耐蚀性，同时mo含量使得该钢种拥有优异的抗点蚀能力，可安全应用于含cl离子等卤素离子环境。
[0042]
采用该材料制成的粉末在市场上有成熟的产品，如metco公司的diamalloy1003型316l粉末，粉末采用超音速火焰喷涂工艺进行涂层制备。
[0043]
相比其他工艺，本发明提出的超音速火焰喷涂316l不锈钢粉末和316l不锈钢喷涂层表面电镀银层复合工艺方法，能够实现飞机端轴颈超高强度钢基体表面磨损尺寸超差故障的修复，能够有效减少对超高强度钢表面的热影响，防止后期扩展为疲劳损伤，同时恢复了零件修复后配合零件防粘接功能。
[0044]
所述的步骤s1为防止零件的总体强度受较大影响，磨削表面尺寸去除不超过0.2mm。
[0045]
所述的步骤s2的热处理炉采用190℃
±
10℃/t>4h进行消除应力处理。
[0046]
所述的步骤s4的喷砂选用的喷砂工艺为：白刚玉砂54目～60目、压缩空气压力0.45mpa～0.55mpa，喷砂距离150mm～200mm。
[0047]
所述的步骤s5在喷涂完成后，对涂层外观进行检查，涂层表面均匀、连续，无片状剥落、散裂、碎屑、气泡和可见裂纹，喷涂修复最大尺寸0.5mm。
[0048]
所述的喷涂为超音速火焰喷涂，超音速火焰喷涂技术具有极低气孔率、良好的结合强度，对基体的热影响极低，涂层可呈压应力状态，可制备厚涂层，并能实现喷涂成型，是较为理想的修复方法，图1为超音速火焰喷涂316l不锈钢粉末和316l不锈钢喷涂层表面电镀银层复合涂镀层金相组织，能够看出316l不锈钢涂层的组织致密，金相分析涂层孔隙率＜1％。电镀沉积银层良好沉积于316l涂层，结合紧密，复合涂镀层可有效起到尺寸修复和防粘接、防接触腐蚀的作用。
[0049]
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。