CN110344048B - 高锰钢辙叉的激光熔覆层及其制备方法和高锰钢辙叉 - Google Patents
高锰钢辙叉的激光熔覆层及其制备方法和高锰钢辙叉 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110344048B CN110344048B CN201910645109.3A CN201910645109A CN110344048B CN 110344048 B CN110344048 B CN 110344048B CN 201910645109 A CN201910645109 A CN 201910645109A CN 110344048 B CN110344048 B CN 110344048B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- manganese steel
- high manganese
- steel frog
- laser cladding
- cladding layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 229910000617 Mangalloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 85
- 238000004372 laser cladding Methods 0.000 title claims abstract description 65
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims description 12
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims abstract description 60
- 238000005253 cladding Methods 0.000 claims abstract description 38
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 28
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 23
- 239000002356 single layer Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 17
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 16
- 238000012986 modification Methods 0.000 claims description 9
- 230000004048 modification Effects 0.000 claims description 9
- 230000007547 defect Effects 0.000 claims description 6
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 3
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims description 3
- 238000007689 inspection Methods 0.000 claims description 3
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 3
- 238000007781 pre-processing Methods 0.000 claims description 3
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 abstract description 9
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 abstract description 8
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 abstract description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 4
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 abstract description 4
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 9
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 9
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 8
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 5
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 5
- 229910001566 austenite Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 4
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 4
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 3
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 2
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 2
- 238000007546 Brinell hardness test Methods 0.000 description 1
- 238000007550 Rockwell hardness test Methods 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- QZPSXPBJTPJTSZ-UHFFFAOYSA-N aqua regia Chemical compound Cl.O[N+]([O-])=O QZPSXPBJTPJTSZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 210000005067 joint tissue Anatomy 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229910000734 martensite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000002715 modification method Methods 0.000 description 1
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/002—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing In, Mg, or other elements not provided for in one single group C22C38/001 - C22C38/60
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C24/00—Coating starting from inorganic powder
- C23C24/08—Coating starting from inorganic powder by application of heat or pressure and heat
- C23C24/10—Coating starting from inorganic powder by application of heat or pressure and heat with intermediate formation of a liquid phase in the layer
- C23C24/103—Coating with metallic material, i.e. metals or metal alloys, optionally comprising hard particles, e.g. oxides, carbides or nitrides
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Abstract
本发明公开的高锰钢辙叉的激光熔覆层，由431‑Co‑40粉末熔覆至高锰钢辙叉的轨顶面制成，所述激光熔覆层的单层熔覆厚度为0.5~1.0mm，所述激光熔覆层的厚度为5~7mm。该激光熔覆层能与高锰钢辙叉基体紧密结合，具有较强的硬度和耐磨性，能承受火车车轮的冲击载荷的需求。同时公开高锰钢辙叉的激光熔覆层的制备方法，使用上述激光熔覆层对高锰钢辙叉进行表面改性，其方法易于操作，适用于工业生产与推广，熔覆后的产品稳定性强，从而阶跃性提升超高速熔覆技术的市场可适性，可有效解决传统经固溶强化处理刚高锰钢辙叉，在刚上线时，因硬度较低，在列车的高载荷冲击下易出现磨损，使用寿命短的问题。
Description
技术领域
本发明属于激光表面改性技术领域，具体地，涉及一种高锰钢辙叉的激光熔覆层及其制备方法和高锰钢辙叉。
背景技术
高锰钢辙叉是指使火车车轮由一股钢轨越过另一股钢轨的设备，在工作过程中承受较大的冲击载荷。为提高其使用寿命，现有高锰钢辙叉采用固溶强化方式来提高其韧性及耐磨性。高锰钢固溶强化后硬度约为HB180～225，在高载荷冲击下硬度达到HB500～800。高锰钢辙叉经固溶强化处理上线后，随着列车的高载荷冲击，硬度提高，耐磨性及韧性增加。但在刚上线时，因硬度较低，在列车的高载荷冲击下易出现磨损，缩短辙叉的使用周期。
激光熔覆是利用高能量密度的激光束，将粉末材料熔覆在零件的表面，以获得优良力学性能涂层的一种激光表面改性技术。激光束将粉末熔化后形成的液态合金由于基体材料的迅速导热而产生极高的冷却速度而快速凝固结晶，不但产生牢固、良好的冶金结合，而且还获得细小均匀的显微组织(即涂层微观组织优良)，因此可获得具有非常优异力学性能和耐磨、耐蚀性能的表面涂层。
针对高锰钢材料的激光表面改性问题，《激光与红外》第48卷第9期，南昌大学机电工程学院公开了对Mn13Cr2表面激光熔覆Ni60A+WC钨涂层的研究，制备高硬度、耐磨性良好的涂层，提高Mn13Cr2材料的使用寿命。但因激光熔覆Ni60A+WC涂层易产生龟裂，加工过程中需采用特殊工艺来避免裂纹产生，较难实现工程化应用。且涂层脆性较大，在高载荷冲击过程中易产生剥落。不适用与批量生产和普遍推广。
经检索，暂未发现公开适应于工业生产的高锰钢材料表面耐磨性和硬度的激光表面改性方法。
发明内容
本发明解决的技术问题在于克服现有技术的缺陷，提供一种高锰钢辙叉的激光熔覆层，该激光熔覆层能与高锰钢辙叉基体紧密结合，具有较强的硬度和耐磨性，能承受火车车轮的冲击载荷的需求。
本发明的另一目的在于，公开一种高锰钢辙叉的激光熔覆层的制备方法，使用上述激光熔覆层对高锰钢辙叉进行表面改性，其方法易于操作，适用于工业生产与推广，从而阶跃性提升超高速熔覆技术的市场可适性，熔覆后的产品稳定性强，可有效解决传统经固溶强化处理刚高锰钢辙叉，在刚上线时，因硬度较低，在列车的高载荷冲击下易出现磨损，使用寿命短的问题。
另外，本发明还提供了使用上述制备方法得到的高锰钢辙叉产品。
本发明目的通过以下技术方案实现：
公开的高锰钢辙叉的激光熔覆层，所述激光熔覆层由431-Co-40粉末熔覆至高锰钢辙叉的轨顶面制成，所述激光熔覆层的单层熔覆厚度为0.5～1.0mm，所述激光熔覆层的厚度为5～7mm。
进一步地，所述高锰钢辙叉的材料为ZGMn13，所述ZGMn13具体为：w(C)＝0.9％～1.2％，w(Mn)＝11％～14％，w(Si)＝0.3％～0.8％，w(P)≤0.7％，w(S)≤0.05％，w(Fe)为余量。
进一步地，所述431-Co-40粉末具体为：w(C)＝0.2％，w(Si)＝0.75％，w(Cr)＝16％，w(Ni)＝1.8％，w(Mn)＜1.0％，w(Fe)为余量。
本高锰钢辙叉的激光熔覆层，创造性地使用431-Co-40粉末作为原料，该原料在激光熔覆时与高锰钢辙叉基体易形成冶金结合的熔覆层，极大提高熔覆速率，保证涂覆质量。
本发明的另一目的在于高锰钢辙叉的激光熔覆层的制备方法，包括以下步骤：
S1.高锰钢辙叉的轨顶面的预处理；
S2.探伤检测：使用着色探伤剂对预处理后的高锰钢辙叉的轨顶面着色探伤，确认轨顶面无裂纹缺陷；
S3.激光熔覆：在惰性气体气氛下，通过送粉器将431-Co-40粉末输送到待熔覆区域后，采用激光器发射激光照射高锰钢辙叉的轨顶面，配合机械手设定好的路径开始熔覆，采用逐层熔覆的方式完成钛合金表面改性；所述激光熔覆工艺参数具体为：激光功率2000～3800W；光斑10*2mm；扫描速度6～40mm/s；送粉速度5～45g/min。
进一步地，步骤S1中所述预处理是先将轨顶面用角磨机清除表面锈蚀，再用酒精清洗表面污物。
进一步地，步骤S2中所述431-Co-40粉末的粉末颗粒为53～150μm。
本发明公开了一种由上述高锰钢辙叉的激光熔覆层的制备方法制备得到的高锰钢辙叉，所述高锰钢辙叉的激光熔覆层硬度大于34HRC。
本发明的激光熔覆是采用高能量密度激光，使合金材料熔化并与基体冶金结合的一种节能环保新工艺。熔覆层及其界面组织致密，晶粒细小，无气孔、夹渣、裂纹等缺陷。激光加工过程中基体温升不超过80℃，激光加工后无热变形。基材与熔覆材料为冶金结合，结合强度与母材相当。可以根据零部件工况情况，设计配置特定性能的特殊材料，提高零部件的机械性能及使用寿命。由于可以在零部件的关键部位进行熔覆修复，因此可以节约大量材料甚至战略材，具有巨大的经济效益。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明的高锰钢辙叉的激光熔覆层，创造性地使用431-Co-40粉末作为原料，该原料在激光熔覆时与高锰钢辙叉基体易形成冶金结合的熔覆层，极大提高熔覆速率，保证涂覆质量。形成的激光熔覆层具有较强的硬度和耐磨性，能承受火车车轮的冲击载荷的需求。
本发明的高锰钢辙叉的激光熔覆层的制备方法，易于操作，适用于工业生产与推广，熔覆后的产品稳定性强，从而阶跃性提升超高速熔覆技术的市场可适性，可有效解决传统经固溶强化处理刚高锰钢辙叉，在刚上线时，因硬度较低，在列车的高载荷冲击下易出现磨损，使用寿命短的问题。
激光熔覆后高锰钢辙叉的硬度约为固溶强化后辙叉的二倍以上，剪切强度约提高了13％。在零件使用过程中将极大的提高零件的耐磨性及抗冲击性能，避免辙叉刚上线时因为硬度偏低而产生磨损导致零件失效，延长零件使用寿命。
附图说明
图1为实施例1所述的高锰钢辙叉的激光熔覆层的结构示意图。
图2为本发明的激光熔覆后的高锰钢辙叉的实物图。
图3为本发明的激光熔覆后的高锰钢辙叉的剪切试样示意图。
图4为本发明的激光熔覆后的高锰钢辙叉的剪切试样实物图。
图5为实施例1中熔覆有激光熔覆层1的高锰钢叉截取试样1#的金相组织图片。
图6为实施例1中熔覆有激光熔覆层1的高锰钢截叉取试样2#的金相组织图片。
图7为实施例1中熔覆有激光熔覆层1的高锰钢叉截取试样3#的金相组织图片。
图8为实施例1中熔覆有激光熔覆层1的高锰钢叉截取试样4#的金相组织图片。
图9为剪切断口的断口截面金相图片。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
本实施例中采用原料如下：
高锰钢辙叉的材料为ZGMn13，具体成分组成为：w(C)＝0.9％～1.2％，w(Mn)＝11％～14％，w(Si)＝0.3％～0.8％，w(P)≤0.7％，w(S)≤0.05％，w(Fe)为余量。
激光熔覆层的材料为431-Co-40粉末，具体成分组成为：w(C)＝0.2％，w(Si)＝0.75％，w(Cr)＝16％，w(Ni)＝1.8％，w(Mn)＜1.0％，w(Fe)为余量。
实施例1
如图1和图2所示，本实施例的高锰钢辙叉的激光熔覆层1的制备方法，包括以下步骤：
S1.截取高锰钢辙叉实物约100mm，高锰钢辙叉的轨顶面2的预处理；具体为先将轨顶面2用角磨机清除表面锈蚀，再用酒精清洗表面污物。
S2.探伤检测：使用着色探伤剂对预处理后的高锰钢辙叉的轨顶面着色探伤，确认轨顶面2无裂纹缺陷；
S3.激光熔覆：在常温下，采用laserrline4kw移动修复设备，在高锰钢辙叉上熔覆约5～7mm厚的431-Co-40粉末，即在惰性气体气氛下，通过送粉器将粒径为53～150μm的431-Co-40粉末输送到待熔覆区域后，采用激光器发射激光照射高锰钢辙叉的轨顶面2，配合机械手设定好的路径开始熔覆，采用逐层熔覆的方式完成钛合金表面改性；其激光熔覆工艺参数具体为：激光功率3500W；光斑10*2mm；扫描速度30～45mm/s；送粉速度5～15g/min。
其中，激光熔覆层的单层熔覆厚度为0.5～1.0mm。
实施例2
本实施例的高锰钢辙叉的激光熔覆层1的制备方法与实施例1基本相同，其不同之处在于，步骤S3的激光熔覆工艺参数具体为：激光功率2000W；光斑10*2mm；扫描速度6～15mm/s；送粉速度30～45g/min。
实施例3
本实施例的高锰钢辙叉的激光熔覆层1的制备方法与实施例1基本相同，其不同之处在于，步骤S3的激光熔覆工艺参数具体为：激光功率2500W；光斑10*2mm；扫描速度20～35mm/s；送粉速度20～30g/min。
将实施例1的熔覆有激光熔覆层1的高锰钢截取试样，并对高锰钢辙叉的轨顶面激光熔覆层进行剪切强度测试，剪切强度性能试验按照《GB/T 6396-2008复合钢板力学及工艺性能试验方法》，按照图3所示的方式对高锰钢辙叉进行分割，抽取剪切4组试样；分别标号为1#～4#，如图4。其激光熔覆试样剪切强度试验结果见表1，高锰钢试样剪切强度试验结果见表2。
表1
表2
由上表可知，431-Co-40粉末激光熔覆层与高锰钢的结合面剪切强度相对于高锰钢本体剪切强度提高了约13％。
对激光熔覆层和结合层进行洛氏硬度测试，由于高锰钢侧硬度较小，故对高锰钢侧进行布氏硬度测试，试验结果分别如表3和表4所示。
表3
表4
由表3和表4所知，激光熔覆后样品不同区域布氏硬度分布趋势为：熔覆层(HB347)>结合层(HB258)>高锰钢基体(HB193)。
对上述微观组织观察测试，每个试样的熔覆层经王水腐蚀，高锰钢侧经硝酸酒精腐蚀，分别观察了4个试样(1#～4#)不同区域(分别为熔覆层、熔覆层侧结合处、高锰钢侧结合处和高锰钢基体)对应的金相组织，具体形态见图5～图8，其中图5～图8中，a)和b)分别为实施例1中熔覆有激光熔覆层1的高锰钢叉截取试样1#～试样4#的熔覆层和覆层侧结合处的金相组织图片。由图片中可以看出，熔覆层和结合层组织为柱状奥氏体+δ铁素体或马氏体；高锰钢侧结合处组织均为奥氏体+碳化物；高锰钢本体组织均为奥氏体+少量碳化物。
切样断口截面金相分析，取做完剪切试验的试样，沿剪切断口切开观察断口截面金相，如图9所示，9a)和9b)均为偏向于基体侧。由图可知，剪切断口以下均为奥氏体组织，证明熔覆层剪切强度高于本体。
从检验结果可以看出，激光熔覆后辙叉的硬度约为固溶强化后辙叉的二倍以上，剪切强度约提高了13％。在零件使用过程中将极大的提高零件的耐磨性及抗冲击性能，避免辙叉刚上线时因为硬度偏低而产生磨损导致零件失效，延长零件使用寿命。
本发明的激光熔覆是采用高能量密度激光，使合金材料熔化并与基体冶金结合的一种节能环保新工艺。熔覆层及其界面组织致密，晶粒细小，无气孔、夹渣、裂纹等缺陷。激光加工过程中基体温升不超过80℃，激光加工后无热变形。基材与熔覆材料为冶金结合，结合强度与母材相当。可以根据零部件工况情况，设计配置特定性能的特殊材料，提高零部件的机械性能及使用寿命。由于可以在零部件的关键部位进行熔覆修复，因此可以节约大量材料甚至战略材，具有巨大的经济效益。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明的技术方案所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种高锰钢辙叉的激光熔覆层，其特征在于，所述激光熔覆层由431-Co-40粉末熔覆至高锰钢辙叉的轨顶面制成，所述激光熔覆层的单层熔覆厚度为0.5～1.0mm，所述激光熔覆层的厚度为5～7mm；所述431-Co-40粉末具体为：w(C)＝0.2％，w(Si)＝0.75％，w(Cr)＝16％，w(Ni)＝1.8％，w(Mn)＜1.0％，w(Fe)为余量；所述431-Co-40粉末的粉末颗粒为53～150μm。
2.根据权利要求1所述高锰钢辙叉的激光熔覆层，其特征在于，所述高锰钢辙叉的材料为ZGMn13，所述ZGMn13具体为：w(C)＝0.9％～1.2％，w(Mn)＝11％～14％，w(Si)＝0.3％～0.8％，w(P)≤0.7％，w(S)≤0.05％，w(Fe)为余量。
3.一种高锰钢辙叉的激光熔覆层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.高锰钢辙叉的轨顶面的预处理；
S2.探伤检测：使用着色探伤剂对预处理后的高锰钢辙叉的轨顶面着色探伤，确认轨顶面无裂纹缺陷；
S3.激光熔覆：在惰性气体气氛下，通过送粉器将431-Co-40粉末输送到待熔覆区域后，所述431-Co-40粉末具体为：w(C)＝0.2％，w(Si)＝0.75％，w(Cr)＝16％，w(Ni)＝1.8％，w(Mn)＜1.0％，w(Fe)为余量；采用激光器发射激光照射高锰钢辙叉的轨顶面，配合机械手设定好的路径开始熔覆，采用逐层熔覆的方式完成高锰钢辙叉表面改性；所述激光熔覆工艺参数具体为：激光功率2000～3800W；光斑10*2mm；扫描速度6～40mm/s；送粉速度5～45g/min。
4.根据权利要求3所述高锰钢辙叉的激光熔覆层的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述预处理是先将轨顶面用角磨机清除表面锈蚀，再用酒精清洗表面污物。
5.一种高锰钢辙叉，其特征在于，由权利要求4所述高锰钢辙叉的激光熔覆层的制备方法制备得到，所述高锰钢辙叉的激光熔覆层硬度大于34HRC。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910645109.3A CN110344048B (zh) | 2019-07-17 | 2019-07-17 | 高锰钢辙叉的激光熔覆层及其制备方法和高锰钢辙叉 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910645109.3A CN110344048B (zh) | 2019-07-17 | 2019-07-17 | 高锰钢辙叉的激光熔覆层及其制备方法和高锰钢辙叉 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110344048A CN110344048A (zh) | 2019-10-18 |
| CN110344048B true CN110344048B (zh) | 2021-06-22 |
Family
ID=68176671
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910645109.3A Active CN110344048B (zh) | 2019-07-17 | 2019-07-17 | 高锰钢辙叉的激光熔覆层及其制备方法和高锰钢辙叉 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110344048B (zh) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112746270B (zh) * | 2019-10-29 | 2023-04-18 | 中国铁建重工集团股份有限公司道岔分公司 | 高锰钢辙叉的激光熔覆方法和高锰钢辙叉 |
| CN112281082A (zh) * | 2020-09-24 | 2021-01-29 | 山东镭研激光科技有限公司 | 一种激光熔覆材料及火车铁轨激光熔覆修复工艺 |
| CN114941102B (zh) * | 2022-04-19 | 2024-04-19 | 泽高新智造(广东)科技有限公司 | 一种高锰钢辙叉激光熔覆修复用的材料及修复方法 |
Citations (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2474561Y (zh) * | 2001-04-23 | 2002-01-30 | 张准胜 | 一种激光表面熔凝的铁道钢轨 |
| CN1515743A (zh) * | 2003-01-03 | 2004-07-28 | 张准胜 | 一种激光强化的铁路道岔辙叉 |
| CN101144160A (zh) * | 2007-09-03 | 2008-03-19 | 德阳中铁科技有限责任公司 | 钢轨表面熔覆防锈耐磨合金的方法 |
| CN101733514A (zh) * | 2010-02-05 | 2010-06-16 | 西南交通大学 | 低预热温度的自保护药芯焊丝在线修复钢轨技术 |
| CN102953302A (zh) * | 2011-08-18 | 2013-03-06 | 西南交通大学 | 坡道/弯道钢轨—道岔、平直道钢轨—道岔的组合激光强化方法 |
| CN103785924A (zh) * | 2014-01-21 | 2014-05-14 | 首钢总公司 | 一种高锰钢铸钢辙叉及钢轨堆焊修复方法 |
| JP2015511267A (ja) * | 2012-01-04 | 2015-04-16 | エム イー シー ホールディング ゲー・エム・ベー・ハー | ガラス容器を製造するのに用いるプランジャ |
| EP3006124A1 (en) * | 2014-10-09 | 2016-04-13 | Centre de Recherches Métallurgiques asbl - Centrum voor Research in de Metallurgie vzw | Work roll manufactured by laser cladding and method therefor |
| CN107099793A (zh) * | 2017-03-20 | 2017-08-29 | 西南交通大学 | 激光熔覆钴合金涂层提高重载轮轨耐磨性的方法 |
| CN107747021A (zh) * | 2017-10-31 | 2018-03-02 | 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 | 耐腐蚀高速铁路用钢轨及其生产方法 |
| CN107999980A (zh) * | 2017-11-28 | 2018-05-08 | 西藏中轨科技有限责任公司 | 一种无降温速度控制的钢轨熔覆合金方法 |
| CN108265290A (zh) * | 2018-03-06 | 2018-07-10 | 陕西天元智能再制造股份有限公司 | 一种天然气往复压缩机活塞杆的表面强化方法 |
| CN108456879A (zh) * | 2018-01-23 | 2018-08-28 | 华中科技大学 | 一种激光-辅助热源高效复合熔覆强化钢轨的方法 |
| CN108754489A (zh) * | 2018-05-25 | 2018-11-06 | 金华华科激光科技有限公司 | 一种铁基激光熔覆粉末及激光熔覆该粉末的方法 |
| CN109351958A (zh) * | 2017-12-25 | 2019-02-19 | 宁波中物东方光电技术有限公司 | 用于高锰钢表面修复的合金粉末及其制备、使用方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20160340762A1 (en) * | 2015-05-20 | 2016-11-24 | Caterpillar Inc. | Cladding Composition and Method for Remanufacturing Components |
-
2019
- 2019-07-17 CN CN201910645109.3A patent/CN110344048B/zh active Active
Patent Citations (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2474561Y (zh) * | 2001-04-23 | 2002-01-30 | 张准胜 | 一种激光表面熔凝的铁道钢轨 |
| CN1515743A (zh) * | 2003-01-03 | 2004-07-28 | 张准胜 | 一种激光强化的铁路道岔辙叉 |
| CN101144160A (zh) * | 2007-09-03 | 2008-03-19 | 德阳中铁科技有限责任公司 | 钢轨表面熔覆防锈耐磨合金的方法 |
| CN101733514A (zh) * | 2010-02-05 | 2010-06-16 | 西南交通大学 | 低预热温度的自保护药芯焊丝在线修复钢轨技术 |
| CN102953302A (zh) * | 2011-08-18 | 2013-03-06 | 西南交通大学 | 坡道/弯道钢轨—道岔、平直道钢轨—道岔的组合激光强化方法 |
| JP2015511267A (ja) * | 2012-01-04 | 2015-04-16 | エム イー シー ホールディング ゲー・エム・ベー・ハー | ガラス容器を製造するのに用いるプランジャ |
| CN103785924A (zh) * | 2014-01-21 | 2014-05-14 | 首钢总公司 | 一种高锰钢铸钢辙叉及钢轨堆焊修复方法 |
| EP3006124A1 (en) * | 2014-10-09 | 2016-04-13 | Centre de Recherches Métallurgiques asbl - Centrum voor Research in de Metallurgie vzw | Work roll manufactured by laser cladding and method therefor |
| CN107099793A (zh) * | 2017-03-20 | 2017-08-29 | 西南交通大学 | 激光熔覆钴合金涂层提高重载轮轨耐磨性的方法 |
| CN107747021A (zh) * | 2017-10-31 | 2018-03-02 | 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 | 耐腐蚀高速铁路用钢轨及其生产方法 |
| CN107999980A (zh) * | 2017-11-28 | 2018-05-08 | 西藏中轨科技有限责任公司 | 一种无降温速度控制的钢轨熔覆合金方法 |
| CN109351958A (zh) * | 2017-12-25 | 2019-02-19 | 宁波中物东方光电技术有限公司 | 用于高锰钢表面修复的合金粉末及其制备、使用方法 |
| CN108456879A (zh) * | 2018-01-23 | 2018-08-28 | 华中科技大学 | 一种激光-辅助热源高效复合熔覆强化钢轨的方法 |
| CN108265290A (zh) * | 2018-03-06 | 2018-07-10 | 陕西天元智能再制造股份有限公司 | 一种天然气往复压缩机活塞杆的表面强化方法 |
| CN108754489A (zh) * | 2018-05-25 | 2018-11-06 | 金华华科激光科技有限公司 | 一种铁基激光熔覆粉末及激光熔覆该粉末的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN110344048A (zh) | 2019-10-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110129674B (zh) | 一种激光熔覆制备的梯度材料钢轨辙叉 | |
| CN110344048B (zh) | 高锰钢辙叉的激光熔覆层及其制备方法和高锰钢辙叉 | |
| Chen et al. | Influence of interfacial reaction layer morphologies on crack initiation and propagation in Ti/Al joint by laser welding–brazing | |
| Weng et al. | Diode laser cladding of Fe-based alloy on ductile cast iron and related interfacial behavior | |
| Wang et al. | Microstructure and properties of laser cladding FeCrBSi composite powder coatings with higher Cr content | |
| CN101519778B (zh) | 一种穿孔顶头表面强化的激光熔覆方法 | |
| CN104588963B (zh) | 一种万向联轴器的万向连杆断裂修复方法 | |
| CN110273155A (zh) | 一种激光熔覆再造工艺 | |
| CN112281082A (zh) | 一种激光熔覆材料及火车铁轨激光熔覆修复工艺 | |
| CN109722664B (zh) | 一种新型钢轨修复用合金粉末及钢轨表面损伤修复的方法 | |
| CN110284134B (zh) | 一种圆盘剪刃的激光熔覆修复工艺 | |
| CN113832461B (zh) | 激光熔覆用镍基合金粉末、陶瓷颗粒增强复合粉末及应用 | |
| US20180161931A1 (en) | Joining metallurgically incompatible metals | |
| CN111560611A (zh) | 一种钛合金表面激光熔覆制备镍基涂层的过渡层方法 | |
| CN105297009A (zh) | 一种对中辊的激光熔覆修复工艺 | |
| CN103817320A (zh) | 用于轧钢机机架修复的钴基复合粉末及其修复方法 | |
| CN112030068A (zh) | 一种激光熔覆铁基合金粉末及其制备方法与用途 | |
| CN112853345B (zh) | 一种提高钢轨焊缝强度的材料的激光制备方法 | |
| CN112743235B (zh) | 一种球墨铸铁与低碳钢的激光焊接方法 | |
| CN116855937B (zh) | 一种截齿及激光熔覆制备截齿的方法 | |
| CN112877569A (zh) | 一种用于激光熔覆的镍基合金粉末及激光熔覆方法 | |
| CN115874175B (zh) | 一种高性能激光熔覆合金刀具及其制备方法 | |
| CN115323272A (zh) | 轴类件激光增材修复用铁素体钢合金粉末及其应用方法 | |
| CN111843111B (zh) | 一种耐磨金属复合板及其制造方法 | |
| Cheng et al. | A Study of the Performance of Dissimilar A-TIG welds |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Liu Xian Inventor after: Qi Huan Inventor after: Cheng Changdong Inventor after: Cheng Chaohua Inventor after: Liu Yehui Inventor after: Liu Hengliang Inventor after: He Zaoneng Inventor before: Liu Xian Inventor before: Qi Huan Inventor before: Cheng Changdong Inventor before: Cheng Chaohua Inventor before: Liu Yehui |
|
| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20200420 Address after: 412000 building C2, phase 5, Xinma power innovation park, No. 899, Xianyue Ring Road, Tianyuan District, Zhuzhou City, Hunan Province Applicant after: ZHUZHOU HUIRUI ADDITIONAL MATERIAL MANUFACTURING TECHNOLOGY CO.,LTD. Applicant after: Turnout branch of China railway construction heavy industry group Co.,Ltd. Address before: 412000 building C2, phase 5, Xinma power innovation park, No. 899, Xianyue Ring Road, Tianyuan District, Zhuzhou City, Hunan Province Applicant before: ZHUZHOU HUIRUI ADDITIONAL MATERIAL MANUFACTURING TECHNOLOGY Co.,Ltd. |
|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |