本发明专利技术公开一种燃气轮机透平缸中分面激光封严涂层材料，其组成有Ni、Cr、Mo、Fe、Cu、B、Si、C，其中各组分的百分数为：C：0.2～0.5%；Cr：18～24%；Cu：24～30%；Mo：3～7%；Fe：1.0～1.4%；B：0.4～0.9%；Si：0.2～0.6%；Ni：余量。本发明专利技术通过精选合金基体强化元素、晶粒细化晶界强化元素，并优选各组成元素的百分比含量，使合金粉末获得优越的综合性能，特别是实现了合金粉末在具有良好压延性能的同时，又增加了抗氧化、耐腐蚀和耐冲刷磨损性能，满足了燃气轮机中分面对熔覆层耐高温、耐腐蚀、耐冲刷磨损和良好压延性能以及密封性能等的特殊性能要求。
Laser sealing coating material for split surface of gas turbine cylinder
The invention discloses a gas turbine cylinder surface laser sealing coating material, consisting of Ni, Cr, Mo, Fe, Cu, B, Si, C, the percentage of each component is C:0.2 ~ 0.5%; Cr:18 ~ 24%; Cu:24 ~ 30%; Mo:3 ~ 7%; Fe:1.0 ~ 1.4%; B:0.4 ~ 0.9%; Si:0.2 ~ 0.6%; Ni: allowance. The present invention through the selection of alloy elements, strengthening grain refinement of grain boundary strengthening elements, percentage of each component element and preferably, the alloy powder to obtain excellent comprehensive performance, especially the alloy powder with good rolling performance at the same time, and the increase of anti oxidation resistance, corrosion resistance and erosion resistance, to meet the requirements of the special performance of gas turbine in the face of the cladding layer of high temperature resistance, corrosion resistance, erosion resistance and good wear performance and sealing performance of the calender.
【技术实现步骤摘要】
一种燃气轮机透平缸中分面激光封严涂层材料
本专利技术涉及一种适合于激光熔覆的合金粉末材料,特别是涉及一种用于燃气轮机透平缸中分面修复的激光封严镍基合金粉末材料。
技术介绍
燃气轮机缸体中分面由于长周期使用，导致缸体变形，中分面结合不严，其间隙值最大可达到1mm，最小0.2mm。解决此问题的常规方法为涂胶密封，但经常密封不住，造成漏气。经初步测量，会造成燃气轮机功率下降1%-2%左右，同时带来燃气轮机轮机间温度过高，轮机间风机负担荷过重，也大大增加了能源消耗。激光熔覆修复技术作为一种先进的再制造技术，近年来得到了迅速推广和广泛应用。激光熔覆是在金属表面获得与基体牢固冶金结合，且无气孔、裂纹等缺陷的高性能表面覆层的先进再制造技术，它可以将高熔点的合金材料熔覆在低熔点的基材表面，也可以在低成本基材上制备出高性能的表面涂层，以取代大量高级、高性能的整体材料，节约贵重金属，降低零部件成本。激光熔覆技术解决了振动焊、氩弧焊、喷涂、镀层等传统修理方法无法解决的材料选用局限性、工艺过程热应力、热变形、材料晶粒粗大、基体材料结合强度难以保证的矛盾，为产品再制造和失效零部件的修复提供了一种新的途径。目前，国内外市场上没有激光熔覆专用的合金粉末材料出售，多数是采用热喷涂或喷焊用的金属粉末，或是在现有金属粉末基础上按不同成分配比、采取机械混粉方式制备激光熔覆所需的合金粉末材料。在像燃气轮机透平缸中分面这种铸铁部件上，能否采用激光熔覆工艺进行修复，能否配制出适合于激光熔覆的合金粉末，经本申请人检索查证：国内外尚无这方面的相关报道。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决现有技术存在的上述问题，经反复试验和研究后，提供一种专用的燃气轮机透平缸中分面激光封严涂层材料，使其结合激光熔覆技术，可以有效地用来修复燃气轮机透平缸中分面，采用激光封严涂层，在不损伤基体性能的情况下，能够有效解决气缸中分面漏气问题。一方面能够提高燃气轮机机组功率1%-2%左右，同时也解决了燃气轮机工作室温度过高的问题。该燃气轮机透平缸中分面激光封严涂层材料是在现有纯镍焊条的成分基础上，通过添加元素Cr、Mo提高熔覆区域的抗高温氧化性能，通过添加元素Cu来提高涂层压延性能，通过添加B、Si等元素进行合金基体强化并改善熔覆性能，使该粉末具有较高硬度、强度的同时，又具有良好的韧性和抗高温氧化性能，与铸铁作用不形成白口组织，裂纹倾向性极小的特点。该镍基合金粉末通过激光熔覆的加工方式熔覆在漏气的透平缸中分面上，形成抗氧化、耐腐蚀、耐冲刷磨损、具有一定压延性能且熔覆性能优越的密封线，从而解决了透平缸中分面漏气的技术难题。本专利技术给出的技术方案是：这种燃气轮机透平缸中分面激光封严涂层材料，其组成包括有Ni、Cr、Mo、Fe，其特点是还包括有Cu、B、Si、C，其中各组分的(质量)百分数为。C:0.2～0.5%；Cr:18～24%；Cu:24～30%；Mo:3～7%；Fe：1.0～1.4%；B：0.4～0.9；Si：0.2～0.6；Ni：余量。本专利技术通过大量的试验和创造性的工作，精选合金基体强化元素、晶粒细化晶界强化元素，并优选各组成元素的百分比含量，使合金粉末获得优越的综合性能，特别是实现了合金粉末在具有良好压延性能的同时，又增加了抗氧化、耐腐蚀和耐冲刷磨损性能。满足了燃气轮机中分面对熔覆层耐高温、耐腐蚀、耐冲刷磨损和良好压延性能以及密封性能等的特殊性能要求。本专利技术给出的燃机透平缸中分面激光封严涂层材料是通过真空熔炼、真空气雾化、筛选等工序精心制备的，粒度是－100+270目。本专利技术给出的燃机透平缸中分面激光封严涂层材料，在实际熔覆操作中采用全固态1KW激光器，在燃机透平缸中分面激光熔覆所述粉末材料的工艺参数是：功率：1000～1200W，光斑直径：1～2mm，扫描速度：50～100mm/min，置粉厚度：0.3～1.0mm。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是。1.所述燃气轮机透平缸中分面激光封严涂层材料是在镍铬铜合金基础上，添加合金基体强化元素、晶粒细化和晶界强化元素，并调整各元素的百分比含量。通过多种强化手段，强化合金基体，又改进了晶界质量，使合金获得良好的综合性能。从而实现了合金在具有良好压延性能的同时，又增加了抗氧化、耐腐蚀和耐冲刷磨损性能。满足了燃气轮机中分面对熔覆层耐高温、耐腐蚀、耐冲刷磨损和良好压延性能以及密封性能等的特殊性能要求。2.该燃气轮机透平缸中分面激光封严涂层材料适用于燃机透平缸中分面激光熔覆，通过熔覆该合金粉末材料，使燃气轮机透平缸中分面避免了漏气，提高了效率，有效解决了燃机透平缸中分面漏气修复难题。具体实施方式实施例1。用全固态1KW激光器，对燃机透平缸中分面进行激光熔覆。设计的封严涂层材料合金元素的质量百分数是。C:0.3%；Cr:18%；Cu:26%；Mo：4%；Fe：1.1%；B：0.5%；Si：0.4%；Ni:余量。其熔覆工艺参数是：功率：1200W，光斑直径：2mm，扫描速度：75mm/min，置粉厚度：0.8mm。其粒度是－100+270目。本专利技术给出的这种燃气轮机透平缸中分面激光封严涂层材料，可以满足以下要求：1）耐气体冲刷性能：为保证激光封严缸体在一个大修期（四年）内不漏气，封严涂层材料必须具有较好的抗冲刷性能，因此激光封严材料在满足别的性能条件下，应尽量选择高硬度涂层材料，提高涂层的抗冲刷性能，涂层硬度不能低于100HV；2）封严涂层压延性能：由于缸体中分面在长期运行中的变形和局部腐蚀，无封严涂层时中分面间隙为0.2-0.8mm，且不能精确测量，为保证激光封严缸体的密封性能，封严涂层材料必须具有较好的压延性能，压延变形量达到30%时，涂层不开裂；3）封严涂层材料的高温性能：缸体实际运行温度为400-600摄氏度，封严涂层材料在此温度下不能软化，涂层材料经过400-600摄氏度，24小时退火后硬度下降不超过30HV。实施例2。用全固态1KW激光器，对燃机透平缸中分面进行激光熔覆。设计的封严涂层材料合金元素的质量百分数是。C:0.2%；Cr:20%；Cu:28%；Mo：5%；Fe：1.3%；B：0.4%；Si：0.5%；Ni:余量。其熔覆工艺参数是：功率：1200W，光斑直径：2mm，扫描速度：75mm/min，置粉厚度：0.8mm。其粒度是－100+270目。本专利技术给出的这种燃气轮机透平缸中分面激光封严涂层材料，可以满足以下要求：1）耐气体冲刷性能：为保证激光封严缸体在一个大修期（四年）内不漏气，封严涂层材料必须具有较好的抗冲刷性能，因此激光封严材料在满足别的性能条件下，应尽量选择高硬度涂层材料，提高涂层的抗冲刷性能，涂层硬度不能低于100HV；2）封严涂层压延性能：由于缸体中分面在长期运行中的变形和局部腐蚀，无封严涂层时中分面间隙为0.2-0.8mm，且不能精确测量，为保证激光封严缸体的密封性能，封严涂层材料必须具有较好的压延性能，压延变形量达到30%时，涂层不开裂；3）封严涂层材料的高温性能：缸体实际运行温度为400-600摄氏度，封严涂层材料在此温度下不能软化，涂层材料经过400-600摄氏度，24小时退火后硬度下降不超过30HV。实施例3。用全固态1KW激光器，对燃机透平缸中分面进行激光熔覆。设计的封严涂层材料合金元素的质本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种燃气轮机透平缸中分面激光封严涂层材料，其组成包括有Ni、Cr、Mo、Fe，其特征在于还包括有Cu、B、Si、C，其中各组分的(质量)百分数为：C: 0.2～0.5%； Cr: 18～24%；Cu: 24～30%；Mo: 3～7%；Fe：1.0～1.4%；B：0.4～0.9；Si：0.2～0.6；Ni：余量。
【技术特征摘要】
1.一种燃气轮机透平缸中分面激光封严涂层材料，其组成包括有Ni、Cr、Mo、Fe，其特征在于还包括有Cu、B、Si、C，其中各组分的(质量)百分数为：C:0.2～0.5%；Cr:18～24%；Cu:24～30%；Mo:3～7%；Fe：1.0～1.4%；B：0.4～0.9；Si：0.2～0.6；Ni：余量。2.根据权利要求1所述的燃气轮机透平缸中分面激光封严涂层材料，其特征在于各组分的(质量)百分数为：C:0.3%，Cr:18%，Cu:26%，Mo：4%，Fe：1....
【专利技术属性】
技术研发人员：陈江，朴新欣，李运强，
申请(专利权)人：上海大陆天瑞激光表面工程有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31
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