本发明属于材料表面加工领域,尤其是涉及一种高铁电瓶箱的表面处理工艺。
背景技术:
电瓶箱是指容纳电池组的箱体,其主要起到保护电池组不受碰撞、绝缘防水以及帮助电池散热的作用,铝合金由于其比重小,强度大、低成本的优点在高铁上使用的电瓶箱上得到了广泛应用,并且其导热效果好,散热方便,但合金的主要缺点在于表面硬度不够,耐磨性差,在使用时经常因与其他部件摩擦导致结构破损,在材料表面沉积涂层是提高部件硬度和耐磨性的一种方法,传统的涂层方法包括离子沉积或电镀等,但上述方法会产生大量重金属废水或工艺复杂,设备昂贵,不利于大批量的生产。
技术实现要素:
为解决上述技术问题,本发明提供了一种高铁电瓶箱的表面处理工艺,采用激光熔覆的方式在表面增加涂层,提高电瓶箱的硬度,使其使用寿命延长。
本发明完整的技术方案包括:
一种高铁电瓶箱的表面处理工艺,其特征在于,包括如下步骤:
1)选择合金化粉体原料:所述合金粉体包括第一合金粉体和第二合金粉体,第一合金粉体为铁铝合金,第二合金粉体为耐磨铁合金;
2)分别采用机械合金化的方法制备合金化粉体,分别按质量比称取第一合金化粉体原料和第二合金粉体原料,放入高速行星球磨机的球磨罐,加入磨球,添加CCl4溶剂作为抗氧化剂,充入氩气作为保护气体进行球磨,球磨结束后,将得到的浆料在真空中干燥,过筛,分别获得第一合金粉体和第二合金粉体,
2)熔覆料制备:随后分别在第一合金粉体和第二合金粉体中加入水玻璃,放入高速行星球磨机的球磨罐进行二次球磨,球磨过程充入氩气保护气,分别得到第一熔覆料和第二熔覆料。
3)将高铁电瓶箱表面经超声波清洗,首先预热到90-100℃,随后将第一熔覆料覆在高铁电瓶箱表面,厚度为0.5-0.8mm,并在保温炉中在100-150℃下烘烤0.5h;
4)采用激光器对高铁电瓶箱表面进行逐层激光扫描加热,融化所述第一熔覆料并使其附着在高铁电瓶箱表面,激光器功率为2-4KW,电流为250-280A,激光扫描速度为6-8mm/s,光束直径为1.8-2.2mm,熔覆过程通氩气保护,氩气流量为为20~30L/min,形成第一涂层。
5)将得到第一涂层的高铁电瓶箱预热到90-100℃,随后将第二熔覆料覆在高铁电瓶箱表面,厚度为1-1.2mm,并在保温炉中在100-150℃下烘烤0.5h;
6)采用激光器对高铁电瓶箱表面进行逐层激光扫描加热,融化所述第二熔覆料并使其附着在高铁电瓶箱表面,激光器功率为2-4KW,电流为250-280A,激光扫描速度为3-5mm/s,光束直径为1.8-2.2mm,熔覆过程通氩气保护,氩气流量为为20~30L/min,形成二涂层。
第一合金粉体的组分质量百分比为:La或Ce:0.04%~0.15%,Si:0.09%~0.12%,Fe:34%~42%,B:0.02%~0.05%,其余为铝。
第二合金粉体的组分质量百分比为C:0.85%-1.43%;Mn:0.75%;Cr:11.35%-13.45%;V:0.02%-0.0%;B:0.003-0.005%;La:0.002%-0.006%;SiC:0.41-0.43%;WC:0.62-0.95%,其余为Fe。
所述步骤1)中,加入占原料质量5%-12%的CCl4溶剂。
所述步骤1)中,将得到的浆料在真空120-180℃下干燥1-2h。
所述步骤2)中,加入占粉体质量2.2-2.5%的水玻璃,转速为100-150r/min,球磨时间1-2h。
本发明相对于现有技术的优点在于:根据硬铝合金的特点,通过掺杂改性的陶瓷颗粒碳化硅和碳化钨的第二涂层,提高了合金的耐磨性,同时增加稀土改性,提高其机械合金化程度,而且选择高Cr组分的涂层,也能够提高涂层的耐腐蚀性能,同时针对铝合金和铁合金结合不牢固的缺点,首先施加厚度较小的第一涂层,采用与基层以及第二涂层成分均接近的铁铝合金作为第一涂层,第一涂层内的B和稀土元素在熔覆过程中融化并再结晶,形成中间相,对晶粒进行细化,提高了其结合强度,而Si元素析出硅化物,在一定程度上提高了第一涂层的强度,在此基础上熔覆第二涂层,得到了兼具抗腐蚀性、耐磨性好和结合强度大的涂层。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明做进一步说明。
1)选择合金化粉体原料:所述合金粉体包括第一合金粉体和第二合金粉体,第一合金粉体的组分质量百分比为:La或Ce:0.04%~0.15%,Si:0.09%~0.12%,Fe:34%~42%,B:0.02%~0.05%,其余为铝;第二合金粉体的组分质量百分比为C:0.85%-1.43%;Mn:0.75%;Cr:11.35%-13.45%;V:0.02%-0.0%;B:0.003-0.005%;La:0.002%-0.006%;SiC:0.41-0.43%;WC:0.62-0.95%,其余为Fe。
2)机械合金化制备合金化粉体,分别按质量比称取第一合金化粉体原料和第二合金粉体原料,放入高速行星球磨机的球磨罐,选择氧化锆磨球,球料比30:1,加入占原料质量10%的CCl4溶剂作为抗氧化剂,充入氩气作为保护气体进行球磨,转速为800-1000r/min,球磨时间24-36h,球磨结束后,将得到的浆料在真空120-180℃下干燥1-2h,过100目筛,获得第一合金粉体和第二合金粉体,随后加入占粉体质量2.2-2.5%的水玻璃,放入高速行星球磨机的球磨罐进行二次球磨,球磨过程充入氩气保护气,转速为100-150r/min,球磨时间1-2h,分别得到第一熔覆料和第二熔覆料。
3)将高铁电瓶箱表面经超声波清洗,首先预热到90-100℃,随后将第一熔覆料覆在高铁电瓶箱表面,厚度为0.5-0.8mm,并在保温炉中在100-150℃下烘烤0.5h;
4)采用激光器对高铁电瓶箱表面进行逐层激光扫描加热,融化所述第一熔覆料并使其附着在高铁电瓶箱表面,激光器功率为2-4KW,电流为250-280A,激光扫描速度为6-8mm/s,光束直径为1.8-2.2mm,熔覆过程通氩气保护,氩气流量为为20~30L/min,形成第一涂层。
5)将得到第一涂层的高铁电瓶箱预热到90-100℃,随后将第二熔覆料覆在高铁电瓶箱表面,厚度为1-1.2mm,并在保温炉中在100-150℃下烘烤0.5h;
4)采用激光器对高铁电瓶箱表面进行逐层激光扫描加热,融化所述第二熔覆料并使其附着在高铁电瓶箱表面,激光器功率为2-4KW,电流为250-280A,激光扫描速度为3-5mm/s,光束直径为1.8-2.2mm,熔覆过程通氩气保护,氩气流量为为20~30L/min,形成二涂层。
以上所述,仅是本发明的较佳实施例,并非对本发明作任何限制,凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化,均仍属于本发明技术方案的保护范围内。