[发明专利]一种铁基碳化钨与不锈钢异质增材结构及制造方法

权利要求书

1.一种铁基碳化钨与不锈钢异质增材结构的制造方法，其特征在于，该增材结构在横向X方向、纵向Y方向和垂直Z方向上超硬铁基碳化钨与软质Cr-Ni不锈钢区域均是区域交替分布，包括以下具体步骤：

（1）使用低温热处理炉加热不锈钢基板达到预设温度，选定增材电流、电弧行进速度、离子气流量和保护气流量工艺参数，在不锈钢基板上引燃电弧；

（2）引燃电弧后，首先利用机器人PLC控制信号打开铁基碳化钨丝材送进开关，铁基碳化钨丝材按照设定的送丝速度V_f1送入电弧熔化，丝材按照预定电弧行进速度V_w的送进固定时间T₁，熔化形成长度为L₁超硬铁基碳化钨增材区域；然后利用机器人PLC控制关闭铁基碳化钨丝材送进，同时打开不锈钢丝材送进开关，然后控制不锈钢丝材按照设定的速度V_f2送入电弧熔化，丝材按照预定电弧行进速度V_w的送进固定时间T₂，熔化形成长度为L₂软质Cr-Ni不锈钢增材区域；二种材质的丝材循环交替送入等离子弧区域，直至达到预设的第1道单道增材长度，熄灭电弧，从而形成纵向上第1道超硬铁基碳化钨增材区域与软质Cr-Ni不锈钢增材区域交替的单道结构；

（3）机器人控制焊枪移动至相邻第2道增材的起点，引燃电弧，铁基碳化钨丝材按照同样设定的送丝速度V_f1送入电弧熔化，丝材送进时间改为固定时间T₁的基础上减少错道时间T₃，使得起始端超硬铁基碳化钨增材道长度减小L₃；接着同样利用机器人PLC控制关闭铁基碳化钨丝材送进，同时打开不锈钢丝材送进开关，然后控制不锈钢丝材按照设定的速度V_f2送入电弧熔化，丝材按照预定电弧行进速度V_w的送进固定时间T₂，熔化形成长度为L₂的软质Cr-Ni不锈钢增材区域；然后按照步骤（2）单道的增材方式，铁基碳化钨丝材按照设定的送丝速度V_f1送入电弧熔化，丝材按照预定电弧行进速度V_w的送进固定时间T₁，熔化形成长度为L₁超硬铁基碳化钨增材区域；如此循环，直至达到该增材道的预设长度；下一相邻第3道增材焊道，铁基碳化钨丝材起始端丝材送进时间从固定时间T₁的基础上减少2倍错道时间2T₃，按照相同规律形成第3道单道超硬铁基碳化钨增材区域与软质Cr-Ni不锈钢增材区域交替的单道结构；以后的相邻焊道铁基碳化钨丝材起始端的送进时间，从固定时间T₁，按照增材道数依次减少3T₃，4T₃…nT₃，直至T₁时间减小到零，重新按照从铁基碳化钨丝材起始端送进时间为T₁开始再次循环，直至尺寸达到预设的横向单层熔覆宽度，形成第n道超硬铁基碳化钨增材区域与软质Cr-Ni不锈钢增材区域交替的单道结构，完成单层增材，从而形成横向X方向上超硬铁基碳化钨与软质Cr-Ni不锈钢区域均是区域交替分布结构；

（4）机器人控制焊枪移动到第1层第1道增材道的起点，然后按照实际单层厚度δ提升相同高度，然后引燃电弧，铁基碳化钨丝材和不锈钢丝材按照第1层第2道送丝起始端减少错道时间T₃开始切换，后面按照铁基碳化钨丝材和不锈钢丝材固定时间T₁和T₂方式交替送进熔化，从而形成第2层第1道超硬铁基碳化钨增材区域与软质Cr-Ni不锈钢增材区域交替的单道结构；第2层第2道，第2层第3道及其余第二层的相邻焊道起始处铁基碳化钨丝材送进时间依次减少2T₃,3T₃…n-1T_3,直至T₁时间减小到零, 重新按照起始处铁基碳化钨丝材送进时间为T₁，开始再次循环，完成第2层增材；接着每层的第1道都与前一层的第2道送丝送进切换增材方式相同，每层的第2道都与前一层的第3道送丝送进切换增材方式相同，每层的第n-1道都与前一层的第n道送丝送进切换增材方式相同，直至形成增材构件的预定高度，全部停止堆敷，从而形成多层纵向Y方向和垂直Z方向上的超硬铁基碳化钨与软质Cr-Ni不锈钢区域均是交替分布的结构。