[发明专利]混合激光熔覆组合物以及由其制成的部件

说明书

一种用于混合激光熔覆的包芯线包括中空金属护套和芯粉末组合物。芯粉末按重量百分比计可包括约0.8％至约1.2％的碳、约1％至约1.4％的锰、约0.8％至约1％的硅、约22％至约30％的铬、约0.5％至约2％的钛、约0.5％至约2％的钒、约0.8％至约1.2％的硼、0％至约0.04％的磷以及0％至约0.03％的硫，芯粉末组合物的其余组分主要是铁。还公开了使用包芯线的部件和方法。

技术领域

本专利发明总体上涉及在混合激光熔覆工艺中使用的粉末状组合物，以及此类组合物的用途和制造机器部件的磨损表面的工艺。

背景技术

在机械机器(诸如履带式牵引机、推土机或者具有连续履带的其它机器)中使用的许多零件和部件具有与机器的其它部件发生移动接触或静态接触的磨损表面或相对面表面。这样一种部件的实例为在连续履带的底盘中的履带密封系统，诸如密封唇和套管端面。这些部件的磨损表面受到结构载荷和机械载荷以及由于部件的相对运动所导致的摩擦。因为这些力的缘故，部件通常由硬质坚固材料(诸如合金钢和其它金属)制成。对于在干燥气候中运行的底盘而言，通常已知的生产履带密封系统的方法是足够的。然而，在其它环境中，用于密封系统的已知处理具有相对弱的耐腐蚀性，这导致了相对面表面的磨损加速。这会减少履带密封系统的寿命。

上述顾虑已经促使设计者针对部件提出各种复合涂覆层。从授予Jiang等人的美国专利第7,776,451号已知一种复合涂覆层。Jiang的'451专利包括一种在基底上形成复合涂覆化合物的方法，该方法包括形成混合物，该混合物包括来自第一组组分材料的至少一种组分，所述第一组组分材料包括钛、铬、钨、钒、铌和钼。混合物还包括来自包括碳和硼的第二组组分材料的至少一种组分以及来自包括硅、镍和锰的第三组组分材料的至少一种组分。然后，将所选组分材料的混合物施加到基底材料上以形成涂覆化合物。将该涂覆化合物熔合到基底上以在基底材料与涂覆化合物之间形成冶金结合。

发明内容

在本发明的一方面，提供了一种用于通过混合激光熔覆工艺对钢合金部件进行表面处理的包芯线。包芯线可包括中空金属护套和芯粉末组合物。芯粉末组合物按重量百分比测量可包括约0.8％至约1.2％的碳(C)、约1％至约1.4％的锰(Mn)、约0.8％至约1％的硅(Si)、约22％至约30％的铬(Cr)、约0.5％至约2％的钛(Ti)、约0.5％至约2％的钒(V)、约0.8％至约1.2％的硼(B)、0％至约0.04％的磷(P)以及0％至约0.03％的硫(S)，芯粉末组合物的其余组分主要是铁。

在另一方面，本发明提供了一种具有相对面表面的部件，该部件具有基底和利用混合激光熔覆沉积在基底上的包芯线，其中包芯线包括中空金属护套和芯粉末组合物。芯粉末组合物按重量百分比计包括约0.8％至约1.2％的碳(C)、约1％至约1.4％的锰(Mn)、约0.8％至约1％的硅(Si)、约22％至约30％的铬(Cr)、约0.5％至约2％的钛(Ti)、约0.5％至约2％的钒(V)、约0.8％至约1.2％的硼(B)、0％至约0.04％的磷(P)以及0％至约0.03％的硫(S)，芯粉末组合物的其余组分主要是铁。

在本发明的又一方面，描述了一种用于制造具有相对面表面的机器部件的方法。该方法包括利用混合激光熔覆将包芯线熔化到基底上，从而使得包芯线沉积在所述基底上并使得熔化的包芯线凝固并形成结合到基底上的固体层。其中包芯线包括中空金属护套和芯粉末组合物，芯粉末组合物按重量百分比计包括约0.8％至约1.2％的碳(C)、约1％至约1.4％的锰(Mn)、约0.8％至约1％的硅(Si)、约22％至约30％的铬(Cr)、约0.5％至约2％的钛(Ti)、约0.5％至约2％的钒(V)、约0.8％至约1.2％的硼(B)、0％至约0.04％的磷(P)以及0％至约0.03％的硫(S)，芯粉末组合物的其余组分主要是铁。

附图说明

图1是包括底盘和履带组件的机器的图示；

图2描绘了该机器的底盘履带组件；以及

图3是用于使用包芯线来制造机器部件的磨损表面的激光熔覆工艺的示意图。