邵红红等：表面工程技术在泵类零件上的应用和发展表面工程技术在泵类零件上的应用和发展邵红红u，纪嘉明2，王兰2（L南京理工大学2.江苏大学材料科学与工程学院）及在泵类零件上的应用前景。

　　1前言表面工程技术包括表面涂镀技术（热喷涂、热浸镀、电镀、化学镀、和气相沉积等X表面扩渗技术（化学热处理、阳极氧化、表面合金化和离子注入等）和表面处理技术（表面淬火、激光重熔和喷丸等）三个领域。表面工程技术应用极其广泛，已经遍及各行各业，可以用于耐蚀、耐磨、修复、强化、装饰等方面。随着经济和科学技术的迅速发展人们对各种产品抵御环境作用能力和长期运行的可靠性、稳定性提出了越来越高的要求。由于表面工程技术能够满足各种特殊要求，提高材料的综合性能从而提高了产品的可靠性、稳定性，同时表面工程技术具有工艺灵活、节约材料，降低成本等优点，因此表面工程技术是一项发展很快狠有前途的实用性工程技术。

　　在许多情况下，材料的疲劳断裂、磨损、腐蚀、氧化、烧损等，都是从表面开始的，而它们带来的破坏和损失却是很惊人的。例如，仅腐蚀一项，全世界每年耗损金属达1亿t以上。可见，采用各种表面工程技术，n强材料表面保护具有十分重要的意义。

　　2表面工程技术的研究及在泵类零件中的应用泵类零件根据工作条件的不同对大量易损零件提出了较高的要求。如泥浆泵、化工泵、污水潜水泵的过流部件要求耐磨损、耐腐蚀、抗泄漏等。因此，表面工程技术在泵类零件中有作十分广泛的应用。

　　2.1热喷涂技术热喷涂通常是采用氧乙炔焰作为热源按涂层加热和结合方式，可分为喷涂和喷熔两种。热喷涂具有下列特点：（1）适用范围广涂层材料可以是金属和非金属以及复合材料。用复合粉末喷成的复合涂层可以把金属和塑料或陶瓷结合起来获得良好的综合性能。其它方法难以达到。

　　：邵红红（1964-9），女，南京理工大学材料科学与工程系在读博士，江苏大学材料科学与工程学院，副教授；江苏省镇江市（邮编：212013）。

　　铁塔、桥梁等大型结构。喷涂既可在整体表面进行，也可在指定区域内涂敷。

　　（3）喷涂层的厚度可调范围大涂层厚度可从几十微米到几毫米，表面光滑，加工量少。

　　（4）工件受热程度可以控制喷涂是一种冷工艺，工件受热程度均不超过250C，工件不会发生畸变，不改变工件的金相组织。涂层与基体形成机械结合。主要用于钢铁等轴类零件的表面修复。

　　喷熔是以氧乙炔焰作为热源；将自熔性合金粉末高速喷射到工件表面上然后对该涂层加热重熔并润湿工件通过液态合金与固态工件表面间相互溶解和扩散，形成牢固的冶金结合，它是介于喷涂和堆焊之间的一种新工艺。它的优点是喷层致密且结合强度高。适用于各类摩擦、腐蚀、高温氧化等工况使用，还可以用于缺陷的修补和连接。根据喷涂粉末和重熔处理的先后次序，喷熔工艺可分为一步法和二步法。一步法时，喷粉和重熔交替或几乎同时进行。适合于大工件上小面积或小尺寸零件的喷熔，主要用于喷铜、镍和不锈钢等耐腐蚀的涂层。二步法时，先喷粉后重熔，适用于尺寸大的零件和圆柱面的喷熔。

　　它主要喷熔钴基、镍基合金等。

　　热喷涂技术的应用领域极为广泛就泵类零件而言，我国已利用喷涂技术解决了油泵柱塞、阀门等的耐磨问题。采用镍铬基粉末喷熔技术使泥浆泵拉杆和往复泵拉杆的使用寿命有了显著提高。此外，对水泵大轴、水泵轴套及叶片进行喷熔和喷涂修复，使废旧的部件重新投入了使用，节约材料提高了经济效益。

　　2.2堆焊技术堆焊是在金属材料或零件表面上熔焊一层耐磨、耐蚀等特殊性能的金属层的一种工艺方法，它是机械行业中的一个重要制造手段和修复手段。

　　采用堆焊可以延长零件的使用寿命，降低成本，改进产品设计尤其对合理使用材料（特别是贵金属具有重要意义。

　　所有堆焊材料可归纳为铁基、镍基、钴基、铜基和碳化钨基等几种类型。各类堆焊金属价格相差很大，铁基合金一般价格较低，而且性能变化范围大，种类多（按其金相组织的不同可分为珠光体钢、奥氐体钢、马氐体钢和合金铸铁等），能满足许多不同要求，所以应用广泛。

　　例如CTi9Ni9i 6型铬镍奥氐体堆焊材料和铁素体含量高的29N型堆焊材料耐气蚀性好，可用于泵类过流部件耐气蚀堆焊。高铬合金铸铁堆焊材料硬度高、耐磨性好，可用于叶片的堆焊和修复。镍基、钴基堆焊材料及碳化钨基堆焊材料价格较高，前者主要用于要求耐高温磨损、耐高温腐蚀的场合后者主要用在耐严重磨料磨损的条件下。铜基堆焊材料耐蚀性好适用于200C以下环境中工作，可用于水泵活塞的堆焊。

　　常见的堆焊方法有氧乙炔焰堆焊、焊条电弧堆焊、埋弧自动堆焊和等离子弧堆焊等。焊条电弧堆焊机动灵活、成本低，能堆焊几乎所有实芯和药芯焊条，目前仍是一种主要堆焊方法。常用于小型或复杂形状零件的堆焊修复和现场修复。

　　埋弧自动堆焊由于生产率高、堆焊质量好等优点，因而是各种堆焊方法中应用广泛的一种主要堆焊铁基材料用于具有大平面和简单圆形表面的零件。等离子弧堆焊有填丝法和粉末法两种，其特点为熔敷率高、堆焊零件变形小、外型美观、易实现机械化和自动化。目前粉末等离子弧堆焊发展较快，应用较广。

　　2.3化学镀技术化学镀是在没有外电流通过的情况下利用化学方法使溶液中的金属离子还原为金属并沉积在基体表面，形成镀层的一种表面加工方法。

　　与电镀相比，化学镀具有的性能。不管零件形状多幺复杂，其镀层厚度均匀；镀层美观，晶粒细，无孔，耐蚀性更好；无须电解设备；能在非金属和半导体上沉积。由于化学镀层具有耐磨、耐蚀、高硬度、焊接性好、磁性等性能因而在电子、石油、化工、航空航天、汽车等工业中得到广泛应用。迄今为止化学镀的研究与开发一直是表面工程技术为活跃的研究领域之一。

　　目前，化学镀主要是化学镀镍和化学镀铜，由于化学镀铜溶液稳定性较差因此相比之下化学镀镍的研究要广泛深入得多。除化学镀镍层外，发展了化学镀镍基二元合金镀层、化学镀镍基多元合金镀层和化学镀镍基复合镀层使镀层的性能得到了进一步提高。例如化学镀N-P合金镀层耐蚀性优良可与不锈钢相比并且镀层仿型性好，用于化工泵、污水潜水泵等外壳，既能提高外观质量，又可起到耐蚀抗泄漏的作用。

　　此外，化学镀Ni-P合金镀层经热处理后，硬度、耐磨性有大幅度的提高并且镀层可以不断修者许许邶：到Hs兴m肼4P±办5 3到HfiB茚兴m湖雅砗±3钸湎3.1湖寐袁3：淖冰astp珥薛翮痂棚跏苗姻甜。咖讲m这矧脒4fsMsilfjllyst<-ll菊A0T52 3.2到茚讳m湖寐±s钸湎￡s越逋SDI挪苗IDf屏塍笃踅裉型瞄。皿n琪湿塍falili sma，0过￡|泛钿峭坩笃踅。

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