[发明专利]一种激光熔覆汽车排气管铁素体不锈钢的表面改性方法

说明书

技术领域

本发明涉及激光熔覆技术，特别涉及一种激光熔覆汽车排气管铁素体不锈钢的表面改性方法。

背景技术

近年来，随着人们生活水平的提高和汽车工业的高速发展，汽车行业已越来越成为国民经济的重要支柱之一，因而汽车排气管用钢材也得到汽车厂商的极大关注。同时，汽车排气管铁素体不锈钢焊接技术得到了很快发展，已经取得了令人瞩目的成果。但就目前的钢材焊接而言，焊缝结合处仍具有非常高的晶间腐蚀敏感性，对钢材的耐一般腐蚀、耐点蚀、耐缝隙腐蚀、耐应力腐蚀性能，抗振动疲劳寿命等都是不利的，且焊丝成分不易现场调配。

目前，汽车排气管铁素体不锈钢的焊接方法，主要有高频电阻焊、MIG、等离子弧焊和激光焊4种方法。汽车排气管铁素体不锈钢焊接的主要问题在于焊接热影响区的脆化，晶粒粗大，在室温下韧性很低，易产生裂纹和晶间腐蚀，在循环载荷或特殊工况使用条件下，易降低抗振动疲劳寿命和耐蚀性能。

迄今为止，尚未看到有激光熔覆汽车排气管铁素体不锈钢表面改性方法的研究报告。

发明内容

本发明针对焊接热影响区的脆化、易产生裂纹和晶间腐蚀等问题，提供一种激光熔覆汽车排气管铁素体不锈钢的表面改性方法，通过该方法使得高温复合合金涂层和汽车排气管铁素体不锈钢基材形成良好的冶金结合层，以防止出现裂纹、气孔、夹杂等缺陷，改善热影响区组织和性能，并实现工业化应用。

本发明通过下列技术方案实现：一种激光熔覆汽车排气管铁素体不锈钢的表面改性方法，经过下列各步骤：

A．对待熔覆的汽车排气管铁素体不锈钢基材的表面进行预处理；

B．将Ni60CuMoW合金粉末与Ti粉按质量比为90～99：1～10混合，并研磨至混合粉末的粒度为-150目；

C．将步骤B所得研磨后的混合粉末置于温度为100～150℃下烘干1～2h后，以送粉量为0.2～0.5g/s的同步送粉方式将混合粉末涂覆在步骤A所得汽车排气管铁素体不锈钢基材的表面至涂覆层厚度为1.2～2.5mm为止；

D．采用激光波长为10.6μm、激光功率为2.8～4.5kW、扫描速度为450～600mm/min、光斑直径为5～6mm、离焦量为50～65mm、并在流量为8～15L/h的氩气保护下，对步骤C所得汽车排气管铁素体不锈钢基材的表面进行激光熔覆，直到所需部位涂覆完，即完成对汽车排气管铁素体不锈钢的表面改性。

所述步骤A的汽车排气管铁素体不锈钢基材为常用基材，如SUH409L。

所述步骤A的预处理是对待熔覆的汽车排气管铁素体不锈钢基材的表面进行打磨，再用无水乙醇清洗。

所述步骤B的Ni60CuMoW合金粉末为下列质量百分含量的组分组成：C 0.67%，Si 4.13%，B 3.17%，Fe 4.56%，Cr 16.72%，Cu 3.31%，Mo 2.70%，W 3.00%，O <0.08%，其余为Ni。

本发明具备下列效果和优点：

该表面改性方法简单，形成的复合合金熔覆层可以调配；采用激光熔覆技术，能量密度高，热输入小；使得汽车排气管用钢热影响区窄、变形小、晶粒长大程度小，能明显提高抗振寿命和耐蚀性能。本发明激光熔覆的涂层与汽车排气管铁素体不锈钢基体结合良好，抗振疲劳寿命强，不产生裂纹、气孔、夹杂等缺陷，且无环境污染，抗振疲劳寿命和耐蚀性较相同厚度焊缝均有明显提高。

附图说明

图1是Ni60CuMoW合金粉末+Ti粉末复合涂层的宏观形貌；

图2是Ni60CuMoW合金粉末+Ti粉末复合涂层结合区的金相组织照片；

图3是Ni60CuMoW合金粉末+Ti粉末复合涂层的XRD谱线；

图4是汽车排气管铁素体不锈钢基材与激光熔覆复合涂层显微硬度曲线；

图5是汽车排气管铁素体不锈钢基材与激光熔覆复合涂层极化曲线。

具体实施方式

下面将结合实施例进一步阐明本发明的内容，但这些实例并不限制本发明的保护范围。

实施例1

A．对待熔覆的汽车排气管铁素体不锈钢基材SUH409L的表面用180#金相砂纸进行打磨，再用无水乙醇清洗；