CN101818343A - 一种含有球形碳化钨复合涂层的激光熔覆方法 - Google Patents

一种含有球形碳化钨复合涂层的激光熔覆方法 Download PDF

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李福海
马文有
佟鑫
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一种含有球形碳化钨复合涂层的激光熔覆方法。其特征是步骤如下：将待熔覆金属用丙酮擦拭除油后，喷砂粗化；在金属表面上均匀预置厚度为0.5～2.0mm的球形碳化钨含量5～50％和铁或镍基自熔合金含量50～95％的复合粉末；用CO2激光器进行激光熔覆。本发明的激光熔覆的方法，碳化钨复合涂层的球形形貌没有改变，熔覆层耐磨性好，无裂纹、气孔等缺陷，生产工序简单，效率高。适用于金属表面处理。

Description

一种含有球形碳化钨复合涂层的激光熔覆方法
技术领域
本发明涉及一种在金属表面激光熔覆的方法，特别一种在粉末中加入球形铸造碳化钨颗粒的激光熔覆方法。
背景技术
磨损是机械零件失效的主要形式(磨损、腐蚀和疲劳)之一。根据不完全统计，能源的1/3～1/2消耗于摩擦与磨损，对材料来说，约80％的零件失效是磨损引起的。
硬面材料作为表面工程材料，通过采用激光、火焰、等离子等方法，将硬面材料熔覆在工件表面，能显著提高工件的抗磨损、抗腐蚀和抗氧化性能，延长工件使用寿命。激光能量密度高、功率可控性好、快速加热和冷却等特点，使得激光表面改性或熔覆具有独特的精密性和局部加热作用，从而被看作是工件表面层处理的理想手段。
为了提高表面的耐磨性能，常采用加入碳化钨耐磨相。常用的碳化钨颗粒往往是破碎型的细小颗粒，颗粒形貌极不规则，当激光熔覆此类材料时，由于碳化钨颗粒分解，导致熔敷层韧性差、容易开裂、并形成裂纹，不能有效提高耐磨性。
中国专利92108749.7提出了粗颗粒碳化钨金属陶瓷激光熔覆的方法，它是将粒度为0.5～1.2mm的烧结碳化钨颗粒作为硬质相，Ni基、Fe基或Co基自熔合金作为粘结相，其中碳化钨含量不少于50％，利用大功率CO2激光器作为热源。粗颗粒碳化钨与自熔合金混合后，用有机粘结剂预置于工件表面，或先压制成各种规格尺寸的薄片预置于工件表面或直接作成实体焊条。
中国专利200710069010.0提出了在金属表面上利用激光熔覆高硬度碳化钨涂层的方法，它是将介孔结构空心球状碳化钨粉末与碳素墨水吸光剂均匀混合，预置于金属基体表面，用适合的激光工艺参数进行激光熔覆到达表面硬化的效果。该法要求碳化钨粉末粒度为0.1～20μm，碳化钨粉末与吸光剂按照5～30∶1的比例混合，预置涂层厚度为0.2～0.8mm，需要气体保护。
上述专利激光熔覆方法可以在金属表面获得碳化钨金属陶瓷耐磨层，但是在熔覆过程中，由于材料的加热与冷却都非常迅速，粘结剂或者碳素墨水很容易残留在熔覆层，使得熔覆层易出现气孔，甚至裂纹，直接影响到熔覆层的质量和应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种采用球形铸造碳化钨颗粒进行激光熔覆的方法，碳化钨复合涂层的球形形貌没有改变，熔覆层耐磨性好，无裂纹、气孔等缺陷，生产工序简单，效率高。
本发明采用的技术方案步骤如下：①将待熔覆金属用丙酮擦拭除油后，喷砂粗化，粗糙度控制在Ra2～4μm；②在金属表面上均匀预置厚度为0.5～2.0mm的粒度都为+50～-150μm的球形碳化钨含量5～50％和铁或镍基自熔合金含量50～95％的球形碳化钨复合粉末；③用CO2激光器功率为2000～7000W，激光束宽度为1～10mm，激光熔覆速度为100～1000mm/min，搭接率为20～50％，进行激光熔覆。
上述铁基自熔合金为市售的Fe30、Fe50、Fe55等牌号；镍基自熔合金为市售Ni25、Ni35、Ni45、Ni55等牌号。
由金相图1、2、3、4可以看出：添加球形铸造碳化钨颗粒后，熔覆层与基体为冶金结合，熔覆层无气孔、无裂纹等缺陷，碳化钨颗粒仍保持球形状态，熔覆层组织为细小柱状枝晶组织。本发明还通过对比试验检验添加球形铸造碳化钨颗粒的熔覆层与未添加碳化钨颗粒的熔覆层的耐磨性情况，由表1硬度与摩擦磨损试验结果表明：球形碳化钨的添加，对铁基自熔合金熔覆层硬度变化不大，但是球形碳化钨复合涂层耐磨性能却有很大的提高，其中铁基+10％球形碳化钨熔覆层比铁基熔覆层提高了0.9倍，铁基+25％球形碳化钨熔覆层比铁基熔覆层提高了1.1倍，镍基+30％球形碳化钨熔覆层比镍基熔覆层提高了1.9倍，镍基+30％球形碳化钨熔覆层比镍基熔覆层提高了2.3倍。
本发明不使用有机粘结剂或者碳素墨水吸光剂等辅助材料，按照应用要求直接将球形铸造碳化钨颗粒添加到自熔合金，然后充分混合，工艺可行性好，可控性灵活。
本发明所使用的球形铸造碳化钨的化学性能稳定，流动性能好，内部组织为细等轴树枝状，结构均匀致密，比常规铸造碳化钨具有更好的韧性。采用激光熔覆的工艺将含有球形碳化钨的铁基或镍基粉末制成熔覆层的方法能够减少碳化钨颗粒的分解，因此能最大限度保证碳化钨颗粒的耐磨性能和防止碳化钨颗粒的过度熔解而导致的涂层开裂。
附图说明
图1为实施例1的激光熔覆铁基自熔合金+10％碳化钨的金相图；
图2为实施例2的激光熔覆铁基自熔合金+25％碳化钨的金相图；
图3为实施例3的激光熔覆镍基自熔合金+30％碳化钨的金相图；
图4为实施例4的激光熔覆镍基自熔合金+50％碳化钨的金相图；
图5为实施例5的激光熔覆铁基自熔合金的金相图；
图6为实施例6的激光熔覆镍基自熔合金的金相图。
具体实施方式
将45#钢板(50×50×10mm)用丙酮擦拭除油后，喷砂粗化，粗糙度控制在Ra2～4μm。将粒度范围+50～-150μm的球形碳化钨粉末和铁基或镍基自熔合金粉末均匀混合；然后在金属表面均匀预置厚度为2mm混合粉末；调整CO2激光参数，进行激光熔覆；最后用数控平面磨床将熔覆层加工成光滑表面。
实施例1
5.0g球形碳化钨粉末和45.0g Fe55铁基自熔合金粉末。
CO2激光器功率为3300W，激光束宽度为3.0mm，激光熔覆速度为600mm/min，搭接率为25％
实施例2
12.5g球形碳化钨粉末和37.5g Fe55铁基自熔合金粉末。
CO2激光器功率为4800W，激光束宽度为8.5mm，激光熔覆速度为800mm/min，搭接率为30％。
实施例3
15.0g球形碳化钨粉末和35.0g Ni35镍基自熔合金粉末。
CO2激光器功率为5000W，激光束宽度为8.5mm，激光熔覆速度为400mm/min，搭接率为30％。
实施例4
25.0g球形碳化钨粉末和25.0g Ni35镍基自熔合金粉末。
CO2激光器功率为6000W，激光束宽度为8.5mm，激光熔覆速度为500mm/min，搭接率为30％。
实施例5
50.0gFe55铁基自熔合金粉末。
CO2激光功率为3800W，激光束宽度为8.5mm，激光熔覆速度为600mm/min，搭接率为25％。
实施例6
50.0gNi35镍基自熔合金粉末。
CO2激光功率为4500W，激光束宽度为8.5mm，激光熔覆速度为400mm/min，搭接率为30％。
摩擦磨损试验结果见表1。
表1摩擦磨损试验结果
摩擦磨损试验条件：载荷30N；磨损长度64m。

Claims (1)

1.一种含有球形碳化钨复合涂层的激光熔覆方法，其特征是步骤如下：①将待熔覆金属用丙酮擦拭除油后，喷砂粗化，粗糙度控制在Ra2～4μm；②在金属表面上均匀预置厚度为0.5～2.0mm的粒度都为+50～-150μm的球形碳化钨含量5～50％和铁或镍基自熔合金含量50～95％的球形碳化钨复合粉末；③用CO2激光器功率为2000～7000W，激光束宽度为1～10mm，激光熔覆速度为100～1000mm/min，搭接率为20～50％，进行激光熔覆。
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Cited By (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102392243A (zh) * 2011-12-22 2012-03-28 广州有色金属研究院 一种矫直辊的激光表面熔覆方法
CN102453897A (zh) * 2010-10-26 2012-05-16 沈阳大陆激光成套设备有限公司 制造棒线材热轧辊碳化钨硬质合金耐磨涂层的方法
CN102560170A (zh) * 2012-02-27 2012-07-11 上海工程技术大学 一种WC-Fe-Y2O3(Sc2O3)纳米熔覆合金以及可抑制机械激活过程中的η相的制备方法
CN103194749A (zh) * 2012-01-09 2013-07-10 沈阳大陆激光成套设备有限公司 一种制备输送辊道表面抗热耐磨合金涂层的方法
CN103255411A (zh) * 2012-02-15 2013-08-21 沈阳新松机器人自动化股份有限公司 一种利用光纤激光再制造芯棒的方法
CN103290403A (zh) * 2012-02-24 2013-09-11 沈阳新松机器人自动化股份有限公司 一种制备高含量wc增强合金粉末涂层的方法
CN103866320A (zh) * 2014-03-31 2014-06-18 北京工业大学 一种改善镍基碳化钨激光熔覆涂层的方法
CN104250801A (zh) * 2013-06-28 2014-12-31 沈阳大陆激光成套设备有限公司 一种热轧无缝钢管输送辊道激光熔覆耐磨、抗热合金涂层工艺方法
CN104313574A (zh) * 2014-11-14 2015-01-28 北京中纬研科新材料有限公司 一种有色金属矿用导料槽的修复方法
CN104389924A (zh) * 2014-10-21 2015-03-04 刘永红 一种耐磨刹车盘
CN104451663A (zh) * 2014-11-21 2015-03-25 天津工业大学 一种基于激光熔覆的镍基玻璃纤维复合材料的制备方法
CN104831270A (zh) * 2014-12-30 2015-08-12 北京瑞观光电科技有限公司 一种铁基镍包碳化钨激光熔覆材料的制备方法
CN108034942A (zh) * 2017-12-01 2018-05-15 马鞍山市鑫龙特钢有限公司 一种提高硬质合金涂层与高韧性碳素钢结合强度的加工方法
CN108385104A (zh) * 2018-03-30 2018-08-10 燕山大学 一种汽车花键轴的修复方法
CN109112258A (zh) * 2018-08-20 2019-01-01 南通大学 一种泥浆泵叶片易空化区域激光复合强化方法
CN109825833A (zh) * 2019-04-12 2019-05-31 上海海事大学 一种稀土改性WC-Ni基涂层及其制备方法
CN110424010A (zh) * 2019-09-02 2019-11-08 海南核电有限公司 提高钎焊司太立合金抗水蚀性能的激光熔覆涂层及制备方法
CN110438487A (zh) * 2019-07-16 2019-11-12 华电电力科学研究院有限公司 一种微纳米颗粒增强耐磨损耐腐蚀激光熔覆层及其制备方法
CN113373440A (zh) * 2021-05-31 2021-09-10 芜湖舍达激光科技有限公司 一种用于锌锅辊轴套表面制备硬质强化层的激光熔覆粉末
CN113564583A (zh) * 2021-07-27 2021-10-29 安阳睿恒数控机床股份有限公司 一种激光熔覆耐磨板及其制备方法
CN115449787A (zh) * 2022-09-14 2022-12-09 福建工程学院 一种镍基/w/c合金镀层及其制备方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1081721A (zh) * 1992-07-27 1994-02-09 华中理工大学 一种在金属表面激光熔覆耐磨层的方法
CN1583560A (zh) * 2004-06-09 2005-02-23 太原理工大学 气相合成的碳化钨纳米微晶及制备工艺

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1081721A (zh) * 1992-07-27 1994-02-09 华中理工大学 一种在金属表面激光熔覆耐磨层的方法
CN1583560A (zh) * 2004-06-09 2005-02-23 太原理工大学 气相合成的碳化钨纳米微晶及制备工艺

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
《华中理工大学学报》 19951231 曾晓雁 激光熔覆金属陶瓷复合层中陶瓷相的分布 76-80 1 第23卷, 第12期 2 *
《金属热处理》 19961231 吴新伟等 激光熔覆金属陶瓷技术研究概况 40-44 1 , 第4期 2 *

Cited By (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102453897A (zh) * 2010-10-26 2012-05-16 沈阳大陆激光成套设备有限公司 制造棒线材热轧辊碳化钨硬质合金耐磨涂层的方法
CN102453897B (zh) * 2010-10-26 2014-12-10 沈阳大陆激光成套设备有限公司 制造棒线材热轧辊碳化钨硬质合金耐磨涂层的方法
CN102392243A (zh) * 2011-12-22 2012-03-28 广州有色金属研究院 一种矫直辊的激光表面熔覆方法
CN103194749A (zh) * 2012-01-09 2013-07-10 沈阳大陆激光成套设备有限公司 一种制备输送辊道表面抗热耐磨合金涂层的方法
CN103255411A (zh) * 2012-02-15 2013-08-21 沈阳新松机器人自动化股份有限公司 一种利用光纤激光再制造芯棒的方法
CN103290403B (zh) * 2012-02-24 2016-01-13 沈阳新松机器人自动化股份有限公司 一种制备高含量wc增强合金粉末涂层的方法
CN103290403A (zh) * 2012-02-24 2013-09-11 沈阳新松机器人自动化股份有限公司 一种制备高含量wc增强合金粉末涂层的方法
CN102560170B (zh) * 2012-02-27 2014-11-05 上海工程技术大学 一种WC-Fe-Y2O3(Sc2O3)纳米熔覆合金以及可抑制机械激活过程中的η相的制备方法
CN102560170A (zh) * 2012-02-27 2012-07-11 上海工程技术大学 一种WC-Fe-Y2O3(Sc2O3)纳米熔覆合金以及可抑制机械激活过程中的η相的制备方法
CN104250801A (zh) * 2013-06-28 2014-12-31 沈阳大陆激光成套设备有限公司 一种热轧无缝钢管输送辊道激光熔覆耐磨、抗热合金涂层工艺方法
CN104250801B (zh) * 2013-06-28 2017-08-25 沈阳大陆激光成套设备有限公司 一种热轧无缝钢管输送辊激光熔覆耐磨、抗热合金涂层的工艺
CN103866320A (zh) * 2014-03-31 2014-06-18 北京工业大学 一种改善镍基碳化钨激光熔覆涂层的方法
CN103866320B (zh) * 2014-03-31 2016-05-18 北京工业大学 一种改善镍基碳化钨激光熔覆涂层的方法
CN104389924A (zh) * 2014-10-21 2015-03-04 刘永红 一种耐磨刹车盘
CN104313574A (zh) * 2014-11-14 2015-01-28 北京中纬研科新材料有限公司 一种有色金属矿用导料槽的修复方法
CN104313574B (zh) * 2014-11-14 2017-05-24 北京中纬研科新材料有限公司 一种有色金属矿用导料槽的修复方法
CN104451663A (zh) * 2014-11-21 2015-03-25 天津工业大学 一种基于激光熔覆的镍基玻璃纤维复合材料的制备方法
CN104831270A (zh) * 2014-12-30 2015-08-12 北京瑞观光电科技有限公司 一种铁基镍包碳化钨激光熔覆材料的制备方法
CN108034942A (zh) * 2017-12-01 2018-05-15 马鞍山市鑫龙特钢有限公司 一种提高硬质合金涂层与高韧性碳素钢结合强度的加工方法
CN108385104A (zh) * 2018-03-30 2018-08-10 燕山大学 一种汽车花键轴的修复方法
CN109112258A (zh) * 2018-08-20 2019-01-01 南通大学 一种泥浆泵叶片易空化区域激光复合强化方法
CN109825833A (zh) * 2019-04-12 2019-05-31 上海海事大学 一种稀土改性WC-Ni基涂层及其制备方法
CN110438487A (zh) * 2019-07-16 2019-11-12 华电电力科学研究院有限公司 一种微纳米颗粒增强耐磨损耐腐蚀激光熔覆层及其制备方法
CN110424010A (zh) * 2019-09-02 2019-11-08 海南核电有限公司 提高钎焊司太立合金抗水蚀性能的激光熔覆涂层及制备方法
CN110424010B (zh) * 2019-09-02 2021-07-06 海南核电有限公司 提高钎焊司太立合金抗水蚀性能的激光熔覆涂层及制备方法
CN113373440A (zh) * 2021-05-31 2021-09-10 芜湖舍达激光科技有限公司 一种用于锌锅辊轴套表面制备硬质强化层的激光熔覆粉末
CN113564583A (zh) * 2021-07-27 2021-10-29 安阳睿恒数控机床股份有限公司 一种激光熔覆耐磨板及其制备方法
CN115449787A (zh) * 2022-09-14 2022-12-09 福建工程学院 一种镍基/w/c合金镀层及其制备方法

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