CN108913975A - 一种610hv以上的耐磨损激光熔覆粉末及激光熔覆的方法 - Google Patents

一种610hv以上的耐磨损激光熔覆粉末及激光熔覆的方法 Download PDF

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戚润桦
王桂锋
武浩
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Abstract

本发明公开了一种610HV以上的耐磨损激光熔覆粉末及激光熔覆的方法，包含以下组成分：

Description

一种610HV以上的耐磨损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610HV以上的耐磨损激光熔覆粉末及激光熔覆的方法。
背景技术
激光熔覆是指以不同的添料方式在被熔覆基体表面上放置被选择的涂层材料经激光幅照使之和基体表面一薄层同时熔化并快速凝固后形成稀释度极低与基体成冶金结合的表面涂层显著改善基层表面的耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化及电气特性的工艺方法从而达到表面改性或修复的目的既满足了对材料表面特定性能的要求又节约了大量的贵重元素。与堆焊、喷涂、电镀和气相沉积相比激光熔覆具有稀释度小、组织致密、涂层与基体结合好、适合熔覆材料多、粒度及含量变化大等特点因此激光熔覆技术应用前景十分广阔。
目前，PTAW所涉及的熔覆材料主要包含Fe基、Co基和Ni基合金粉末，其中又以Ni基合金及添加硬质颗粒(如WC等)作为增强相的熔覆层在常温或中温磨损条件下应用较为广泛。但是由于Ni和W均属于稀缺金属，成本较高，因此开发低成本、高性能的混合熔覆层替代材料已成为近年来该领域研究的热点问题之一。
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610HV以上的耐磨损激光熔覆粉末，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：C：0.89％、Si：0.48％、Mn：0.15％、P：0.03％、S：0.04％、Cu：0.85％、Ni：18.97％、Cr：18.98％、Ti：0.45％、Mo：0.1％、V：2％、Fe：27.06％、Wc：30％。
进一步的，所述各组成分纯度大于99％的粉末，粒径为：15.-300目。
一种610HV以上的耐磨损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放入干燥箱中干燥，干燥箱温度为100-150℃，干燥时间为3-4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)、用塑料袋将步骤2混合好的激光熔覆粉末密封储存；
4)、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1.0-2.0mm。
进一步的，所述激光熔覆时各规定参数为：激光功率为：1.8-3KW,光斑直径为：5mm，扫描速度为：8-15mm/s，离焦量为：35mm，保护气体：空气，送粉速度：1.2-1.8g/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45钢形成较好的融合度，并且有效的弥补工件表面的缺陷，能有效提高耐磨损性能、基材的显微硬度及工作强度；耐磨损激光熔覆粉末可在廉价的金属材料上制取高性能的表面合金层，赋予金属良好的耐磨性，以代替大量的高级合金，节约金属元素，降低能源消耗或对零件表面进行局部的修复，且有效的提高工件表面的耐磨性能，从而提高工件的工作强度。
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610HV以上的耐磨损激光熔覆粉末，由以下原料组成：
所述各粉末的质量百分比组成为：C：0.89％、Si：0.48％、Mn：0.15％、P：0.03％、S：0.04％、Cu：0.85％、Ni：18.97％、Cr：18.98％、Ti：0.45％、Mo：0.1％、V：2％、Fe：27.06％、Wc：30％。
所述各组成分纯度大于99％的粉末，粒径为：15.-300目。
一种610HV以上的耐磨损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放入干燥箱中干燥，干燥箱温度为100-150℃，干燥时间为3-4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)、用塑料袋将步骤2混合好的激光熔覆粉末密封储存；
4)、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。
所述熔覆层的预制厚度为1.0-2.0mm。
所述激光熔覆时各规定参数为：激光功率为：1.8-3KW,光斑直径为：5mm，扫描速度为：8-15mm/s，离焦量为：35mm，保护气体：空气，送粉速度：1.2-1.8g/min,送粉气流量为：8L/min。
对上述配比及激光熔覆方法采用45号钢为基材进行实验，所述45号钢的化学成分为：
C Si Mn Cr Ni Cu
0.42-0.50％ 0.17-0.37％ 0.50-0.80％ ≤0.25％ ≤0.30％ ≤0.25％
实验结果如下(本次实验所采用的保护气体均为：空气)：
连续多道大街实验：
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1.4-1.8mm；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45钢的显微硬度及观看熔覆层与基材的金相结合。
熔覆层和基材45钢的硬度如下表：
试样1 试样2 试样3 试样4
615HV 613HV 620HV 612HV
基材45钢的显微硬度如下表：
硬度1 硬度2 硬度3 硬度4
330HV 328HV 332HV 326HV
以上试验结果表明熔覆层硬度相比基材45钢硬度有显著提高。
以上试验采用显微硬度计在45钢表面做的那模式激光熔覆层及熔覆层与基材45钢的结合处进行观察，发现耐磨损激光荣达粉末与基材45钢结合较好，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。
磨损实验
磨损实验才用MM-U10G型高温端面模式实验机；
将试样加工成上、下试样作为摩擦副；所述磨损试验机的载荷为：200N，转速为：50rpm，磨损时间为：3h；磨损后用FA2004型电子天平称重，精度为0.1mg；
所述熔覆层磨损前后的质量及磨损量如下表：
可以看出磨损实验在磨损机载荷：200N，转速为：50rpm，磨损时间为：3h，所有的试样磨损都小于10mg，由此可以看出耐磨激光熔覆粉末的耐磨性能。
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610HV以上的耐磨损激光熔覆粉末，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的一种610HV以上的耐磨损激光熔覆粉末，其特征在于：所述各粉末的质量百分比组成为：C：0.89％、Si：0.48％、Mn：0.15％、P：0.03％、S：0.04％、Cu：0.85％、Ni：18.97％、Cr：18.98％、Ti：0.45％、Mo：0.1％、V：2％、Fe：27.06％、Wc：30％。
3.根据权利要求1所述的一种610HV以上的耐磨损激光熔覆粉末，其特征在于：所述各组成分纯度大于99％的粉末，粒径为：15.-300目。
4.根据权利要求1所述的一种610HV以上的耐磨损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放入干燥箱中干燥，干燥箱温度为100-150℃，干燥时间为3-4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)、用塑料袋将步骤2混合好的激光熔覆粉末密封储存；
4)、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610HV以上的耐磨损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1.0-2.0mm。
6.根据权利要求4所述的一种610HV以上的耐磨损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：1.8-3KW,光斑直径为：5mm，扫描速度为：8-15mm/s，离焦量为：35mm，保护气体：空气，送粉速度：1.2-1.8g/min,送粉气流量为：8L/min。
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