[发明专利]钢厂用耐高温耐磨防腐蚀轴承套圈及其复合增材制造方法

说明书

本发明提供一种钢厂用耐高温耐磨防腐蚀轴承套圈及其复合增材制造方法，包含激光选区熔化和激光熔覆两种增材制造方法。首先以316L不锈钢为基体材料，并预处理后，采用激光选区熔化设备成型轴承套圈毛坯件；然后将毛坯件在450℃～600℃下去应力退火；再将毛坯件表面处理后，以stellite6合金粉末为熔覆材料，采用激光熔覆再制造设备在上述316L毛坯件表面熔覆3～4mm厚度，最后按轴承套圈图纸要求机加及退磁清洗处理。本发明通过复合增材制造方法制造的轴承套圈，不仅满足高温、介质腐蚀等环境使用要求；而且降低了制造过程中轴承套圈开裂风险，使用寿命与进口件相当，而制造成本低于进口价格。

技术领域

本发明涉及轴承套圈技术领域，具体而言涉及一种钢厂用耐高温耐磨防腐蚀轴承套圈及其复合增材制造方法。

背景技术

轴承是当代机械设备中一种重要零部件，起到支撑机械旋转体运动，并降低运动过程中的摩擦系数及保证回转精度的作用。在钢厂一些轴承服役在高温、介质腐蚀环境下，为保证轴承在这种环境下使用稳定，需要特定的材料及制造工艺来保证轴承质量；而在整个轴承中轴承套圈的制造是轴承制造的核心，其制造质量对整个轴承的性能和寿命起到关键作用。现阶段此类轴承套圈大多采用stellite合金铸造+机加工方式制造，且基本依赖进口，成本高、使用寿命不长。

金属增材制造是以金属粉末/丝材为原料，以高能束(激光/电子束/电弧/等离子束等)作为刀具，以计算机三维CAD数据模型为基础，在软件与数控系统的控制下将材料熔化逐层堆积，来制造高性能金属构件的新型制造技术，而激光选区熔化技术与激光熔覆再制造技术是金属增材制造的两种典型工艺方式。激光选区熔化技术可成型复杂构件，且性能优于铸造件；激光熔覆再制造技术既可直接成型结构相对简单构件，也可在零件表面熔覆同种或异种金属粉末来改善其表面性能；而通过单一的激光选区熔化技术成形stellite合金轴承套圈易出现开裂现象，且制造成本较高。

发明内容

本发明目的在于针对现有技术存在的问题，提出一种钢厂用耐高温耐磨防腐蚀轴承套圈复合增材制造方法，以期有效地保证制造的轴承套圈能在钢厂生产现场高温及介质腐蚀环境下稳定的使用，既避免直接激光选区熔化制造stellite6合金易开裂的风险，同时降低制造难度及成本。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种钢厂用耐高温耐磨防腐蚀轴承套圈复合增材制造方法，包括以下步骤：

步骤1、预处理激光选区熔化成型的粉体材料；

步骤2、将轴承套圈原模型尺寸修改为打印毛坯件数模，再生成成形前程序文件并设置工艺参数后导入激光选区熔化设备中；并利用步骤1中预处理的粉末进行打印，结束后从设备中取出毛坯件；

步骤3、将毛坯件放入热处理炉进行去应力退火；热处理结束后将毛坯件从打印基板上切割下来，去除打印支撑并毛坯件表面处理；

步骤4、预处理激光熔覆在步骤3中毛坯件上的粉体材料；

步骤5、采用激光熔覆技术在步骤3中毛坯件表面熔覆步骤4中材料，成形出强化后的毛坯件；

步骤6、对步骤5中毛坯件再次进行退火去热应力处理；

步骤7、对步骤6中毛坯件按轴承套圈图纸表面进行机加工及退磁清洗处理，形成最终产品。

进一步地，所述的步骤1具体包括：选用的材料牌号为316L不锈钢，粉末粒径为15-53μm，并将粉末放入真空烘箱中100-120℃真空干燥2h,烘干箱中气压需抽到低于-0.08MPa，结束后，采用200-270目筛网进行筛粉。