[发明专利]基于30CrMnSiA钢的双筒同步送粉熔化沉积复合熔覆层的方法

说明书

本发明提供一种基于30CrMnSiA钢的双筒同步送粉熔化沉积复合熔覆层的方法，所述方法包括：选取合金粉末，所述合金粉末包括316奥氏体不锈钢金属球形粉末和WC金属球形粉末；对待熔覆工件进行预热，预热温度为500‑690℃；设定激光熔覆工艺参数，对待熔覆工件表面进行激光熔覆，形成复合熔覆层。本发明采用方向性、相干性及亮度较好的高能密度激光束作为能量输入，实现整个加工过程的快冷快热，在30CrMnSiA钢基材上实现微冶金熔覆改性。

技术领域

本发明属于激光熔化沉积技术领域，涉及一种基于30CrMnSiA钢的双筒同步送粉熔化沉积，实现表面改性的工艺方法。

背景技术

30CrMnSiA钢属于中碳调制钢，强度高，焊接性能较好，大量用于制造轴类、活塞类零件，但在构件的使用过程中暴露出耐磨性、耐腐蚀性差的问题，构件的使用寿命大大缩短。因此，需要对其表面进行改性，以提高其抗耐磨性能。

发明内容

本发明的目的：提供一种基于30CrMnSiA钢的双筒同步送粉(316/WC)熔化沉积实现表面改性的工艺方法，可有效提升构的整体耐磨性、耐腐蚀性。

本发明的技术方案：提供一种基于30CrMnSiA钢的双筒同步送粉熔化沉积复合熔覆层的方法，所述方法包括：

选取合金粉末，所述合金粉末包括316奥氏体不锈钢金属球形粉末和WC金属球形粉末；

对待熔覆工件进行预热，预热温度为500-690℃；

设定激光熔覆工艺参数，对待熔覆工件表面进行激光熔覆，形成复合熔覆层；

其中，所述工艺参数中：激光功率为4000-4500W、离焦量为13-17mm、激光扫描速度为500-800mm/min、激光光斑为边长3mm的方形光斑；熔覆层的搭接率为30％～50％，单道熔覆层的厚度为0.2-0.8mm；316奥氏体不锈钢金属球形粉末的载气流量为5-8L/min、送粉速率为8-20g/min，WC金属粉末的载气流量为3-5L/min、送粉速率为8-20g/min；316奥氏体不锈钢金属球形粉末和WC金属球形粉末同步送粉；

对待熔覆工件完成激光熔覆后进行热处理，热处理温度为200-500℃，以消除激光熔覆产生的热应力。

进一步地，所述316奥氏体不锈钢金属球形粉末和WC金属球形粉末需满足的技术要求为：外观呈均匀银灰色、粒径53～89μm、流动性大于等于40s/50g、球形度大于95％、卫星粉含量小于等于0.5％、含氧量小于等于300ppm。

进一步地，在激光熔覆前，对合金粉末进行真空烘干处理，避免金属粉末吸潮。

进一步地，在对待熔覆工件进行预热前，所述方法还包括，对待熔覆工件的待熔覆区域进行机械加工、打磨，以去除待熔覆工件表面的毛刺、损伤部位。

进一步地，在去除待熔覆工件表面的毛刺、损伤部位之后，激光熔覆之前，所述方法还包括，采用无水乙醇或者丙酮对待熔覆工件的待熔覆区域表面进行清洗，以去除油脂、脏污。

进一步地，在进行激光熔覆时，先吹送金属粉末，并采用纯度为99.99％的氩气进行保护，然后在设定时间后，开启激光器，对待熔覆区域进行激光熔覆；

对修复冷却区域，采用纯度为99.95％的氮气进行保护。

进一步地，在激光熔覆之后，完成热处理后，所述方法还包括，

对熔覆区域进行无损检测；若熔覆区域存在气孔、夹杂类缺陷，去除熔覆层，重新进行激光熔覆。

进一步地，在激光熔覆之后，完成热处理后，所述方法还包括，

对工件熔覆区域进行打磨抛光，以满足工件表面粗糙度要求；