[发明专利]一种激光3D打印制备耐磨硬质合金球磨罐衬板的方法

说明书

一种激光3D打印制备耐磨硬质合金球磨罐衬板的方法，所述方法以WC‑Co为熔覆材料，通过3D打印送粉器，将硬质合金粉末进行激光熔覆，在不锈钢基体上形成WC‑Co熔覆层，使硬质合金粉末在基体表面逐层堆积，通过调节激光扫描速度、送粉速率、激光功率等参数，从而在不锈钢基体上制备出耐磨的硬质合金涂层，随之将硬质合金涂层加工成球磨罐衬板。本发明方法对硬质合金球磨罐衬板进行修复再制造，可实现衬板的循环使用，大幅降低企业生产成本，提高生产效率。

技术领域

本发明涉及一种激光3D打印制备耐磨硬质合金球磨罐衬板的方法，属3D打印技术领域。

背景技术

在以WC为主要成分的硬质合金生产车间，球磨是必不可少的生产环节，球磨罐衬板质量和运转情况在很大程度上关系着硬质合金的产量和生产效率，甚至关系到整个工艺流程的连续性。由于在生产过程中，衬板除承受磨损外，还受到磨棒和磨球的冲击而造成破损。如果继续使用衬板失效的球磨罐，磨球和磨棒对罐体冲击会造成球磨罐整体变形而被破坏，因此生产企业不得不对损坏衬板进行更换，发生的费用很高。

硬质合金球磨罐衬板需要兼顾耐磨性和抗冲击性强度两种功能，遗憾的是目前在采用传统工艺制备的材料中尚没有找到能够同时满足以上两种性能的材料，而且由于工艺限制的缘故，也无法在球磨罐内壁制造整体的衬板。针对这一状况，采用激光熔覆3D打印设备，在硬质合金球磨罐内壁直接打印修复再制造硬质合金衬板，得到具有高表面硬度，优异冲击性能的硬质合金衬板，延长硬质合金球磨罐的使用时间，提高生产效率，降低企业成本。

发明内容

本发明的目的是，针对采用传统工艺制备硬质合金球磨罐衬板存在的不足，本发明公开一种激光3D打印制备耐磨硬质合金球磨罐衬板的方法。

本发明实现的技术方案如下，一种激光3D打印制备耐磨硬质合金球磨罐衬板的方法，所述方法以WC-Co为熔覆材料，通过3D打印送粉器，将硬质合金粉末进行激光熔覆，在不锈钢基体上形成WC-Co熔覆层，随之硬质合金涂层加工成球磨罐衬板。

一种激光3D打印制备耐磨硬质合金球磨罐衬板的方法，具体步骤如下：

(1)将一定配比的WC-Co合金粉末放入送粉器中，对基体材料为304不锈钢的表面进行激光熔覆，形成硬质合金涂层，送粉方式为同步送粉；

(2)激光熔覆的送粉速率为0.8r/min，激光功率为900～1900W，扫描速率为500mm/min，保护气体为Ar气；

(3)将硬质合金WC-Co复合涂层在数控机床上加工成球磨罐衬板。

所述WC-Co合金中，钨粉和碳粉的质量百分比为84～92％，钴粉的质量百分比为8～16％，其中钨粉和碳粉的质量百分比为1：15。

所述WC-Co合金中原料钨粉、碳粉和钴粉的粒径为40～150μm，其中WC的平均晶粒尺寸为0.42～0.68μm。

所述WC-Co复合涂层的厚度为0.6～1mm。

所述WC-Co复合涂层的磨损率为基体的0.001倍。

本发明的有益效果是，本发明方法制备的WC-Co复合涂层具有优异的耐磨性能，磨损率为基体的0.001倍。本发明工艺简单、生产成本低，可进行修复再制造，实现衬板的循环使用，大幅降低企业生产成本，提高生产效率。

附图说明

图1为本发明方法流程框图；

图2为WC-12Co球形复合粉末的形貌图；

图3WC-25Co球形复合粉末的形貌图；

图4激光输出功率为1500W，扫描速率为500mm/min，送粉速率为0.8r/min的WC-12Co复合涂层的截面SEM图；