在铝合金同步器齿环锥面设置Mo2FeB2金属陶瓷涂层的方法

摘要

本发明提供了一种在铝合金同步器齿环锥面设置Mo2FeB2金属陶瓷涂层的方法，热喷涂粉末组成的质量百分比为：25％～40％FeB、35％～50％Mo、1％～10％Ni、1％～10％Cr、10％～20％Fe，各组分之和为100％；粉末粒度5～20μm；热喷涂工艺参数是：喷涂距离为80～200mm，喷涂角度为80°～90°，喷枪移动速度为10～30cm/s，每次喷涂厚度0.05mm～0.10mm，涂层总厚度0.1mm～2mm；涂层经过700－800℃的高频感应加热处理后，使涂层中熔化的金属原子和基体表面的金属原子具有足够的能量冲破界面上的Al2O3薄膜层，原子之间发生剧烈的混合作用，生成一个冶金结合区，形成冶金结合界面。获得的Mo2FeB2金属陶瓷涂层硬度＞1200HV，结合强度＞100Mpa，具优异的耐磨性能。

说明书

技术领域

本发明涉及一种汽车铝合金同步器齿环锥面，特别是在铝合金同步器齿环锥面设置Mo₂FeB₂金属陶瓷涂层的方法。

背景技术

汽车同步器是汽车变速器中的一种总成，以其换挡可靠、结构简单、制造成本低的优点被广泛的应用在机械式汽车变速器中，是汽车换挡不可缺少的重要部件。同步器齿环作为主要零件则需要有较好的韧性、摩擦性和耐高温性能。以往的同步器齿环都是用铜或喷涂铝粉(丝)制造的，由于铜与钼粉(丝)作为有色金属和稀有材料制造成本很高，而且其性能也难以得到提高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在铝合金同步器齿环锥面设置Mo₂FeB₂金属陶瓷涂层的方法，这种方法涂层结合强度高，接合热应力小。

本发明的另一个目的是要提供一种用上述方法制备的锥面设置有Mo₂FeB₂金属陶瓷涂层的汽车铝合金同步器齿环，该同步器齿环具有优异的耐磨性能，且成本低。

实现本发明目的的技术方案是：

一种设置有Mo₂FeB₂金属陶瓷涂层的铝合金同步器齿环，它由铝合金同步器齿环基体和设置在基体上的Mo₂FeB₂金属陶瓷涂层组成。

本发明在铝合金同步器齿环锥面设置Mo₂FeB₂金属陶瓷涂层的方法，包括以下步骤：

(1)将铝合金同步器齿环基体锥面进行除油和喷砂处理；

(2)在上述锥面进行热喷涂，热喷涂粉末组成及其质量百分比为：FeB25％～40％、Mo35％～50％、Ni 1％～10％、Cr1％～10％、Fe10％～20％，各组分之和为100％，粉末粒度5～20μm，经混合均匀而成；热喷涂工艺参数是：喷涂距离为80～200mm，喷涂角度为80°～90°，喷枪移动速度为10～30cm/s，每次喷涂厚度0.05mm～0.10mm；

(3)涂层高频感应加热处理，加热温度为700-800℃。

步骤(2)中所述热喷涂，涂层总厚度0.1mm～2mm；所述热喷涂的方法包括氧-乙炔火焰喷涂或等离子喷涂或超音速火焰喷涂；

本发明的有益效果是：本发明通过采用热喷涂方法，基于反应喷涂原理，在铝合金同步器齿环锥面产生化学反应：2FeB+2Mo＝Mo₂FeB₂+Fe，获得Mo₂FeB₂金属陶瓷涂层，其中Mo₂FeB₂为涂层的硬质相，Ni、Cr、Fe为涂层的粘接相，起支撑作用，使涂层结合更牢固，提高铝合金同步器齿环锥面的耐磨性能。通过高频感应加热处理，使涂层中熔化的金属原子和基体表面的金属原子具有足够的能量冲破界面上的Al₂O₃薄膜层，原子之间发生剧烈的混合作用，生成一个冶金结合区，形成冶金结合界面。本发明获得的Mo₂FeB₂金属陶瓷涂层硬度＞1200HV，结合强度＞100MPa，具优异的耐磨性能。

附图说明

图1是本发明实施例的Mo₂FeB₂金属陶瓷涂层的显微组织示意图；

图2是本发明实施例的Mo₂FeB₂金属陶瓷涂层的界面结构示意图；

图3是本发明锥面设置有Mo₂FeB₂金属陶瓷涂层的铝合金同步器齿环的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明做进一步的说明，但不是对本发明内容的限定。

实施例1：

同步器齿环基体材料：铝合金

在上述基体锥面设置Mo₂FeB₂金属陶瓷涂层的方法如下：

(1)先将同步器齿环基体锥面进行除油和喷砂处理，然后

(2)进行热喷涂：

喷涂粉末组成的质量百分比为：35％FeB、40％Mo、2％Ni、3％Cr、20％Fe；粉末粒度10μm；经混合均匀制成，采用氧-乙炔火焰法在基体锥面进行热喷涂；氧-乙炔火焰喷涂工艺参数：喷涂距离为100mm，喷涂角度为80°～90°，喷枪移动速度为15cm/s，每次喷涂厚度为0.05-0.10mm，涂层总厚度为0.15mm；

(3)高频感应加热涂层工艺参数：加热温度：700℃。

本实施例的Mo₂FeB₂金属陶瓷涂层的显微组织如图1所示；其界面结构如图2所示。

图3所示，本发明铝合金同步器齿环由铝合金同步器齿环基体1和设置在该基体1上的Mo₂FeB₂金属陶瓷涂层2组成。

实施例2：

喷涂粉末组成的质量百分比为：25％FeB、50％Mo、3％Ni、4％Cr、18％Fe；粉末粒度15μm；

等离子喷涂工艺参数：喷涂距离为150mm，喷涂角度为80°～90°，喷枪移动速度为15cm/s，每次喷涂厚度为0.05-0.10mm，涂层总厚度为0.20mm；

高频感应加热涂层工艺参数：加热温度：750℃。

其余同实施例1。

实施例3：

喷涂粉末组成的质量百分比为：40％FeB、35％Mo、5％Ni、5％Cr、15％Fe；粉末粒度20μm；

超音速火焰喷涂工艺参数：喷涂距离为100mm，喷涂角度为80°～90°，喷枪移动速度为15cm/s，每次喷涂厚度为0.05-0.10mm，涂层总厚度为0.20mm；

高频感应加热涂层工艺参数：加热温度：800℃。

其余同实施例1。