[发明专利]一种高硬度激光熔覆用合金粉末及无缺陷熔覆层制备方法

说明书

本发明提供一种高硬度激光熔覆用合金粉末及无缺陷熔覆层制备方法，合金粉末包括如下组分(以质量百分数计)：C：0.25～0.55％；Si：0.4～0.6％；Cr：17～19％；V：1.5～2.5％；Mo：0.08～0.15％；Ni：2.5～3.3％；Fe：余量；熔覆涂层制备方法包括以下步骤：(1)按百分比筛选各组分粉末配置成合金粉末，将合金粉末进行真空熔炼和气雾化后放入烘干箱；(2)密封包装干燥好的合金粉末；(3)将激光熔覆用合金粉末放置于激光熔覆送粉器的送粉筒内，通过重力送粉进行激光熔覆即可得到熔覆层。采用本发明的技术方案，在激光熔覆加工后可以和基材形成良好冶金结合、无缺陷的熔覆层，熔覆层表面和截面均无裂纹和气孔等缺陷，满足了激光熔覆层高硬度无缺陷的使用要求。

技术领域

本发明涉及金属表面工程领域，具体而言，尤其涉及一种高硬度激光熔覆用合金粉末及无缺陷熔覆层制备方法。

背景技术

激光熔覆是指将合金粉末、合金焊丝等通过激光扫描熔化，与基体表面熔化层在极短时间内发生冶金反应，制得稀释度极低与基体成冶金结合的表面熔覆层，显著改善基层表面的耐磨、耐蚀、耐热等性能的工艺方法，从而达到表面改性或修复的目的。目前的激光熔覆合金粉末，一般硬度难以达到HRC60且同时没有任何裂纹、气孔等缺陷。因比开发高硬度激光熔覆用合金粉末，并给出无缺陷熔覆层的制备方法，成为近年来该领域的热点问题之一。

发明内容

根据上述提出目前的激光熔覆合金粉末，一般硬度难以达到HRC60且同时没有任何裂纹、气孔等缺陷，而提供一种高硬度激光熔覆用合金粉末及无缺陷熔覆层制备方法。

本发明采用的技术手段如下：

一种高硬度激光熔覆用合金粉末，包括如下组分(以质量百分数计)：C：0.25～0.55％；Si：0.4～0.6％；Cr：17～19％；V：1.5～2.5％；Mo：0.08～0.15％；Ni：2.5～3.3％；Fe：余量。

进一步地，各组分采用纯度大于99％的粉末，粒径为：135～325目。

本发明还提供了一种无缺陷熔覆层制备方法，采用上述高硬度激光熔覆用合金粉末，包括以下步骤：

(1)按百分比筛选各组分粉末配置成合金粉末，将合金粉末进行真空熔炼和气雾化后放入烘干箱，设定温度为150～180℃，烘干时间为2～3小时；

(2)密封包装干燥好的合金粉末；

(3)将激光熔覆用合金粉末放置于激光熔覆送粉器的送粉筒内，通过重力送粉进行激光熔覆即可得到熔覆层。

进一步地，熔覆层的厚度为1.8～2.2mm。

进一步地，进行激光熔覆时的工艺参数为：激光功率为：3.5～3.8KW；矩形光斑为：2×14mm；搭接率为：30～50％；扫描速度为：350～450mm/min。

进一步地，进行激光熔覆前对基材预热至200～250℃，熔覆过程不间断进行。

较现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、本发明提供的高硬度激光熔覆用合金粉末及无缺陷熔覆层制备方法，通过上述合金粉末配方制备的高硬度激光熔覆用合金粉末及所给出的激光熔覆层制备方法，在激光熔覆加工后可以和基材形成良好冶金结合、无缺陷的熔覆层，熔覆层表面和截面均无裂纹和气孔等缺陷，满足了激光熔覆层高硬度无缺陷的使用要求。

2、本发明提供的高硬度激光熔覆用合金粉末及无缺陷熔覆层制备方法，充分利用了合金粉末在激光熔覆冷却过程发生马氏体相变，必然发生体积膨胀效应而产生相变应力，叠加激光熔覆层快速冷却过程中由热应力转变来的残余应力，最终在熔覆层表面得到压应力场，有效抑制了熔覆层裂纹的萌生扩展，实现了激光熔覆层高硬度不开裂的要求。