[发明专利]激光增材制造复合高铁制动盘用合金钢粉料及制造方法

权利要求书

1.一种激光增材制造复合高铁制动盘用合金钢粉料制造复合高铁制动盘合金钢的方法，其特征在于：激光增材制造复合高铁制动盘用合金钢粉料包括基体粉料和强化层粉料，基体所用粉料为24CrNiMo低合金钢粉料，表面强化层所用粉料为耐磨蚀不锈钢粉料；

所述24CrNiMo低合金钢粉料组分质量百分比为C：0.20～0.25％，Cr：0.98～1.04％，Ni：0.96～1.02％，Si：0.37～0.50％，Mo：0.45～0.54％，Mn：0.90～1.02％，O：0.018％，其余为Fe；

所述耐磨蚀不锈钢粉料组分质量百分比为C：0.16～0.18％，Cr：15.00～16.50％，Ni：4.70～10.70％，Si：1.04～1.15％，Mo：0.91～1.50％，Mn：0.45～0.50％，B：1.14～1.25％，Ti：0.50～1.50％，Re：0.50～1.80％，其余为Fe；

所述24CrNiMo低合金钢粉料和耐磨蚀不锈钢粉料的粒径为28～45μm；

方法步骤如下：

1）基板预处理，采用奥氏体不锈钢作为基板，基板熔化沉积处理表面用100^#和200^#SiC金相砂纸打磨平整，而后喷砂，并超声波清洗，干燥备用；

2）分别将24CrNiMo低合金钢和耐磨蚀不锈钢两种金属粉料称重，然后将两种粉料干燥，采用双铺粉光纤激光加工系统并利用激光选区熔化的方法，在奥氏体不锈钢基板表面依次沉积基体沉积层和表面强化层合金粉料；

采用双铺粉光纤激光加工系统完成选区熔化的方法，在奥氏体不锈钢基板表面依次沉积基体沉积层和表面强化层合金粉料的步骤为：

1）第一铺粉仓、第二铺粉仓、第一收粉仓和第二收粉仓位于基板的四周，第一铺粉仓与第一收粉仓相对的位置位于基板的两侧，第二铺粉仓与第二收粉仓相对的位置位于基板的另外两侧，将24CrNiMo低合金钢粉料和耐磨蚀不锈钢粉料分别置于第一铺粉仓和第二铺粉仓内；

2）第一铺粉辊将第一铺粉仓中的24CrNiMo低合金钢粉料均匀铺展一层到基板之上，进行激光选区熔化处理，24CrNiMo低合金钢粉料全部熔化并凝固，形成一层基体沉积层；完成一层基体沉积层后，将基板下降一层铺粉厚度的高度，在前一层基体沉积层上再均匀铺上24CrNiMo低合金钢粉料并再次进行激光选区熔化处理；按此方式循环操作，过程中回收的24CrNiMo低合金钢粉料由第一收粉仓收粉处理；

3）待24CrNiMo低合金钢基体沉积层沉积材料全部制备完毕后，第一铺粉辊停止工作，回到初始工位；

4）第二铺粉辊将第二铺粉仓中的耐磨蚀不锈钢粉料均匀铺展一层到24CrNiMo低合金钢基体沉积层之上，进行激光选区熔化处理，耐磨蚀不锈钢粉料全部熔化并凝固，形成一层完全冶金结合的表面强化层；完成一层激光沉积表面强化层后，将基板下降一层铺粉厚度的高度，在前一层表面强化层上再均匀铺上耐磨蚀不锈钢粉料并再次进行激光选区熔化处理；按此方式循环操作，过程中回收的耐磨蚀不锈钢粉料由第二收粉仓收粉处理；

5）待表面强化层全部制备完毕后，第二铺粉辊停止工作，回到初始工位。

2.根据权利要求1所述的制造复合高铁制动盘合金钢的方法，其特征在于：低合金钢基体激光选区熔化处理的激光器输出功率为270-290W，扫描速度为2400-2600mm/s，光斑直径为65-75μm，铺粉厚度为37-43μm；基体沉积层材料的制备过程是在保护气气氛中进行的，保护气气压为0.4MPa，扫描方式为正交式扫描，基体沉积层材料整体厚度≥10mm。

3.根据权利要求1所述的制造复合高铁制动盘合金钢的方法，其特征在于：表面强化层激光选区熔化处理的激光器输出功率为210-230W，扫描速度为2200-2400mm/s，光斑直径为65-75μm，铺粉厚度为37-43μm，表面强化层的制备过程是在保护气气氛中进行的，保护气气压为0.4MPa，扫描方式为正交式扫描，其厚度为1-2mm。