CN108642326A - 一种560hv钴基耐高温激光熔覆粉末及激光熔覆的方法 - Google Patents

一种560hv钴基耐高温激光熔覆粉末及激光熔覆的方法 Download PDF

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王桂锋
武浩
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Abstract

本发明公开了一种560HV钴基耐高温激光熔覆粉末及激光熔覆的方法，包含以下组成分：

Description

一种560HV钴基耐高温激光熔覆粉末及激光熔覆的方法
技术领域
本发明涉及生活用纸领域，具体涉及一种560HV钴基耐高温激光熔覆粉末及激光熔覆的方法。
背景技术
激光熔覆技术是—种涉及光、机、电、计算机、材料、物理、化学等多门学科的跨学科高新技术。它由上个世纪60年代提出，并于1976年诞生了第一项论述高能激光熔覆的专利。进入80年代，激光熔覆技术得到了迅速的发展，结合CAD技术兴起的快速原型加工技术，为激光熔覆技术又添了新的活力。
已成功开展了在不锈钢、模具钢、可锻铸铁、灰口铸铁、铜合金、钛合金、铝合金及特殊合金表面钴基、镍基、铁基等自熔合金粉末及陶瓷相的激光熔覆。激光熔覆铁基合金粉末适用于要求局部耐磨而且容易变形的零件。镍基合金粉末适用于要求局部耐磨、耐热腐蚀及抗热疲劳的构件。钴基合金粉末适用于要求耐磨、耐蚀及抗热疲劳的零件。陶瓷涂层在高温下有较高的强度，热稳定性好，化学稳定性高，适用于要求耐磨、耐蚀、耐高温和抗氧化性的零件。在滑动磨损、冲击磨损和磨粒磨损严重的条件下，纯的镍基、钴基和铁基合金粉末已经满足不了使用工况的要求，因此在合金表面激光熔覆金属陶瓷复合涂层已经成为国内外学者研究的热点，已经进行了钢、钛合金及铝合金表面激光熔覆多种陶瓷或金属陶瓷涂层的研究。
进入20世纪80年代以来，激光熔覆技术得到了迅速的发展，已成为国内外激光表面改性研究的热点。激光熔敷技术具有很大的技术经济效益，广泛应用于机械制造与维修、汽车制造、纺织机械、航海与航天和石油化工等领域。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种耐磨损激光熔覆粉末及激光熔覆粉末的方法。
为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：一种560HV钴基耐高温激光熔覆粉末，由以下原料组成：
进一步的，所述各粉末的质量百分比组成为：Fe：3％；C：0.51％；Si：4％；Mn：0.68％；P：0.07％：S：0.05％：Cu：0.29％：Ni:17.54％：Cr：18.5％：Ti：0.08％：Mo：2.23％：V：1.25％：Co：51.8％。
进一步的，所述各组分为纯度大于99％的粉末，粒径为：150～350目，即：Fe粉、C粉、Si粉、Mn粉、P粉、S粉、Cu粉、Ni粉、Cr粉、Ti粉、Mo粉、V粉、Co粉。
一种560HV钴基耐高温激光熔覆粉末及激光熔覆的方法，包括以下步骤：
1)、将按百分比且筛选后的各组粉末通过球磨机混合制成放激光熔覆粉末，将激光熔覆粉末置放于托盘内，再将托盘连同粉末放入干燥箱内进行干燥，干燥温度为100-120℃，干燥时间为1-2小时；
2)、利用球磨机混合步骤1的粉末，形成混合粉末，混合时间为4-5小时；得到激光熔覆粉末；
3)、将混合好的激光熔覆粉末，置放于激光熔覆送粉器的送粉筒内，通过同步送粉进行激光熔覆即可得到熔覆层。
进一步的，所述熔覆层的预制厚度为1.2-1.4mm。
进一步的，所述激光熔覆时各规定参数为：激光功率为：2.2-2.6KW,光斑直径为：3-6mm，扫描速度为：10-15mm/s，焦距为：305mm，保护气体：空气，送粉速度：1.3-1.5g/min,送粉气流量为：8L/min。
本发明的有益效果是：
通过上述配方及激光熔覆的方法得到的耐磨损激光熔覆粉末，在激光熔覆加工后可以和H13形成较好的融合度，并且有效的弥补工件表面的缺陷，磨损且很有效的提高了工件耐高温性能和工件的使用的工作环境，进一步增加了工件的使用寿命和使用强度。
具体实施方式
下面对本发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
一种560HV钴基耐高温激光熔覆粉末，由以下原料组成：
所述各粉末的质量百分比组成为：Fe：3％；C：0.51％；Si：4％；Mn：0.68％；P：0.07％：S：0.05％：Cu：0.29％：Ni:17.54％：Cr：18.5％：Ti：0.08％：Mo：2.23％：V：1.25％：Co：51.8％。
所述各组分为纯度大于99％的粉末，粒径为：150～350目，即：Fe粉、C粉、Si粉、Mn粉、P粉、S粉、Cu粉、Ni粉、Cr粉、Ti粉、Mo粉、V粉、Co粉。
一种560HV钴基耐高温激光熔覆粉末及激光熔覆的方法，包括以下步骤：
1)、将按百分比且筛选后的各组粉末通过球磨机混合制成放激光熔覆粉末，将激光熔覆粉末置放于托盘内，再将托盘连同粉末放入干燥箱内进行干燥，干燥温度为100-120℃，干燥时间为1-2小时；
2)、利用球磨机混合步骤1的粉末，形成混合粉末，混合时间为4-5小时；得到激光熔覆粉末；
3)、将混合好的激光熔覆粉末，置放于激光熔覆送粉器的送粉筒内，通过同步送粉进行激光熔覆即可得到熔覆层。
进一步的，所述熔覆层的预制厚度为1.2-1.4mm。
进一步的，所述激光熔覆时各规定参数为：激光功率为：2.2-2.6KW,光斑直径为：3-6mm，扫描速度为：10-15mm/s，焦距为：305mm，保护气体：空气，送粉速度：1.3-1.5g/min,送粉气流量为：8L/min。
对上述配比及激光熔覆方法采用H13为基材进行实验，所述H13的化学成分为：
C Si Mn Cr Mo V P S
0.32～0.45 0.80～1.20 0.20～0.50 4.75～5.50 1.10～1.75 0.80～1.2 ≤0.030 ≤0.030
本次实验所采用的激光器型号为：LDF-4000-60
实验结果如下(本次实验所采用的保护气体均为：空气)：
连续多到的熔覆搭接实验：
上述试验完成后，所有试样熔覆层均铺展均匀，平整，熔覆层厚度均为1.2-1.4mm；通过表面打磨处理后得到光滑无污渍的熔覆层表面；通过探伤剂对试样进行渗透探伤，所有试样熔覆层均未出现裂痕。
采用(华银HV-1000A)显微硬度计测量熔覆区的显微硬度和基材H13的显微硬度及观看熔覆层与基材的金相结合。
通过不同温度对试样进行耐高温实验，分别加热到指定温度然后自然空其中冷却到常温，实验参数如下表：
0℃ 300℃ 600℃ 900℃ 1200℃
试样1 596.0HV 592.4HV 581.6HV 570.8HV 493.8HV
试样2 615.0HV 607.8HV 596.0HV 587.0HV 498.4HV
试样3 596.0HV 583.4HV 572.6HV 561.0HV 484.8HV
试样4 602HV 590HV 278.0HV 567.4HV 486.2HV
以上试验采用显微硬度计在H13表面做的钴基耐高温熔覆层及熔覆层与基材H13的结合处进行观察，发现钴基耐高温激光熔覆粉末与基材H13结合较好，基材表面产生了0.5mm左右的熔融区，熔融区与基材具有较好的结合面并且没有夹杂物。
根据上述的实验参数可以看出钴基耐高温激光熔覆粉末分别在不同的温度下的硬度变化，在温度小于等于900℃时，熔覆层硬度的变化区间在30HV左右，当温度大于900℃达到1200℃时硬度明显下降。
可见当工件工作环境温度小于等于900℃时钴基耐高温激光熔覆粉末具有良好的硬度稳定性从而增加工件的使用寿命和工作强度
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新保护范围为准。

Claims (6)

1.一种560HV钴基耐高温激光熔覆粉末，其特征在于：
。
2.根据权利要求1所述的一种560HV钴基耐高温激光熔覆粉末，其特征在于：所述各粉末的质量百分比组成为：Fe：3％；C：0.51％；Si：4％；Mn：0.68％；P：0.07％：S：0.05％：Cu：0.29％：Ni:17.54％：Cr：18.5％：Ti：0.08％：Mo：2.23％：V：1.25％：Co：51.8％。
3.根据权利要求1所述的一种560HV钴基耐高温激光熔覆粉末，其特征在于：所述各组分为纯度大于99％的粉末，粒径为：150～350目，即：Fe粉、C粉、Si粉、Mn粉、P粉、S粉、Cu粉、Ni粉、Cr粉、Ti粉、Mo粉、V粉、Co粉。
4.根据权利要求1所述的一种560HV钴基耐高温激光熔覆粉末的激光熔覆的方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)、将按百分比且筛选后的各组粉末通过球磨机混合制成放激光熔覆粉末，将激光熔覆粉末置放于托盘内，再将托盘连同粉末放入干燥箱内进行干燥，干燥温度为100-120℃，干燥时间为1-2小时；
2)、利用球磨机混合步骤1的粉末，形成混合粉末，混合时间为4-5小时；得到激光熔覆粉末；
3)、将混合好的激光熔覆粉末，置放于激光熔覆送粉器的送粉筒内，通过同步送粉进行激光熔覆即可得到熔覆层。
5.根据权利要求4所述的一种560HV钴基耐高温激光熔覆粉末的激光熔覆的方法，其特征在于：所述熔覆层的预制厚度为1.2-1.4mm。
6.根据权利要求4所述的一种560HV钴基耐高温激光熔覆粉末的激光熔覆的方法，其特征在于：所述激光熔覆时各规定参数为：激光功率为：2.2-2.6KW,光斑直径为：3-6mm，扫描速度为：10-15mm/s，焦距为：305mm，保护气体：空气，送粉速度：1.3-1.5g/min,送粉气流量为：8L/min。
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