[发明专利]激光制造与再制造结晶器铜板用复合粉末材料及其制造方法

说明书

一种激光制造与再制造结晶器铜板用复合粉末材料及制造方法，复合粉末由过渡层粉末材料、防腐功能层粉末材料和防腐耐磨功能层粉末材料组成；其中：过渡层材料：Al：5‑10%、Cr：0.5‑1.5%、P:0.01‑0.3%、Ni：余量；防腐功能层材料：C：0.2‑1.0%、Cr：15‑20%、Mo：5‑10%、Si：0.1‑0.5%、Nb：2‑4%、Al：0.2‑0.8%，Ni：余量；防腐耐磨功能层材料：C：0.02‑0.20%、Cr：20‑26%、Mo：5‑9%、Si：0.1‑0.5%、Ni：5.0‑10.0%、Fe：1.0‑3.0%、W:2.0‑4.0%、Co：余量及其他不可避免的杂质元素。这种复合合金材料是通过激光熔覆的加工方式，在失效的结晶器铜板工作面上，形成结合力良好、抗氧化、耐腐蚀、耐磨损、具有较高强度且显著提高结晶器铜板使用寿命的熔覆层。

技术领域

本发明涉及一种复合铜板的制造方法，特别是涉及一种钢厂用连铸机结晶器用复合铜板的制造方法。

背景技术

结晶器是钢铁连铸生产中的关键设备，它不仅是一个高效强大的换热器，更是连铸过程中钢水的净化器，决定了后续连铸坯的质量，从而影响到轧材的质量，生产作业率等一系列指标。而铜板作为结晶器的核心部件在使用过程中会出现热裂纹、磨损、腐蚀等问题，因此具有良好的导热性，高强度，高耐磨性和耐腐蚀性的结晶器铜板对连铸技术的发展有着重大意义。

随着激光器及激光熔覆技术的发展，采用激光熔覆技术制造结晶器铜板有了快速提高。但由于铜具有高反射率，导热快，润湿与黑色金属润湿差等特点，导致目前由于材料和工艺等原因，在激光熔覆结晶器铜板过程中存在着界面结合力差，微裂纹，未熔合等缺陷。

申请号201610852006 .0采用先电镀再重熔覆方法制备过渡层然后再熔覆镍基或钴基功能层。

申请号201310657301.7通过先喷涂再重熔的方式制备镍基过渡层，然后再熔覆功能层的方式制造结晶器铜板

申请号200810012662.5采用在铜板直接熔覆镍基自熔合金的方式制备熔覆层。

申请号201811157328 .9采用镍基和钴基粉末混合后直接在铜板上直接熔覆。虽然获得了无裂纹的熔覆层。

上述方法部分采用了电镀或喷涂的方法先制备涂层然后再用激光重熔的方式获得激光熔覆层，该方法不仅工艺复杂成本高，并且由于电镀的存在还会对环境造成污染；而在铜板上直接熔覆的合金粉末的方法，由于粉末合金度高在熔覆过程中，工艺控制较难并且不稳定，加之熔覆过程中铜的稀释，很容易在界面处形成裂纹。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术存在的上述问题，提供用于激光制造与再制造结晶器铜板具有梯度复合功能的激光熔覆材料与激光熔覆工艺，针对结晶器铜板在使用过程中的不同部位的失效形式不同熔覆具有特定性能的激光熔覆层，从而提高结晶器铜板的使用寿命。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种激光制造与再制造结晶器铜板用复合粉末材料，由过渡层粉末材料、防腐功能层粉末材料和防腐耐磨功能层粉末材料组成；其中：用于激光制造与再制造结晶器复合铜板的过渡层粉末材料，该粉末材料由以下组分按质量百分比组成：Al：5-10%、Cr：0.5-1.5%、P:0.01-0.3%、Ni：余量；

用于激光制造与再制造结晶器复合铜板的防腐功能层粉末材料，该粉末材料由以下组分按质量百分比组成：C：0.2-1.0%、Cr：15-20%、Mo：5-10%、Si：0.1-0.5%、Nb：2-4%、Al：0.2-0.8%，Ni：余量；

用于激光制造与再制造结晶器复合铜板的防腐耐磨功能层粉末材料，该粉末材料由以下组分按质量百分比组成：C：0.02-0.20%、Cr：20-26%、Mo：5-9%、Si：0.1-0.5%、Ni：5.0-10.0%、Fe：1.0-3.0%、W:2.0-4.0%、Co：余量及其他不可避免的杂质元素。