一种港机走轮激光熔覆不锈钢涂层的设备制造技术

本实用新型专利技术提供了一种港机走轮激光熔覆不锈钢涂层的设备，包括：制粉装置，具有储存熔覆用粉末的送粉罐；感应加热和保温缓冷装置；固体光纤激光器；螺旋多道搭接熔覆装置，具有激光头和送粉单元，所述激光头通过光纤连接所述固体光纤激光器，所述送粉单元连接所述送粉罐。本实用新型专利技术的设备实现了低热输入、低变形、涂层与基体冶金且涂层无缺陷、耐磨性能高、自动化程度高。

A port wheel laser cladding of stainless steel coating equipment

The utility model provides a machine wheel laser cladding of stainless steel coating equipment, including: milling device with storage cladding powder powder tank; induction heating and insulation cooling device; fiber laser; spiral multipass lap cladding device with laser head and powder feed unit, the laser the head is connected with the fiber laser through optical fiber, the powder feed unit is connected to the feeding tank. The equipment of the utility model has low heat input, low deformation, coating and matrix metallurgy, and the coating has no defects, high wear resistance and high automation.

【技术实现步骤摘要】
一种港机走轮激光熔覆不锈钢涂层的设备
本技术涉及表面工程
，特别是涉及一种港机走轮激光熔覆不锈钢涂层的设备。
技术介绍
走轮是船舶及港机起吊装备上应用广泛的部件之一，每年报废的走轮部件量很大，这些走轮部件的报废大多是因为走轮绳槽表面磨损或疲劳而引起的尺寸超差或表面性能失效，但受损面经修复强化后可继续服役。目前采用的修复或强化技术主要是堆焊和热喷涂。堆焊法修复时的热输入大，导致部件的热影响区大、变形严重，甚至开裂，基体材料的性能降低明显。热喷涂法，虽然能解决变形和开裂问题，但是涂层与基体是半冶金结合，结合力较弱，涂层容易剥落，导致部件失效。因此，急需开发新的低热输入、涂层结合力高的涂层制备方法。
技术实现思路
本技术的目的是要提供一种港机走轮激光熔覆不锈钢涂层的设备，本技术的方法低热输入、低变形、涂层与基体冶金且涂层无缺陷、耐磨性能高、自动化程度高。为了实现上述目的，本技术提供了一种港机走轮激光熔覆不锈钢涂层的设备，包括：制粉装置，具有储存熔覆用粉末的送粉罐；感应加热和保温缓冷装置；固体光纤激光器；螺旋多道搭接熔覆装置，具有激光头和送粉单元，所述激光头通过光纤连接所述固体光纤激光器，所述送粉单元连接所述送粉罐。优选的，所述的设备中，所述制粉装置还具有150目筛。优选的，所述的设备中，所述制粉装置还具有烘干箱。优选的，所述的设备中，所述固体光纤激光器的激光功率为2800～3200W；所述激光头的扫描线速度3.5～5.0mm/s；所述螺旋多道搭接熔覆装置的搭接率15％～20％；所述送粉罐的送粉量35～50g/min。优选的，所述的设备中，还包括：前处理装置，具有：表面受损层去处单元、清洗单元和探伤单元。优选的，所述的设备中，所述前处理装置，还包括：浮尘清理单元。优选的，所述的设备中，所述熔覆用粉末为FeCrNi不锈钢粉末。优选的，所述的设备中，所述螺旋多道搭接熔覆装置还包括：熔覆保护气单元，输出的气流量为2L/min～3L/min。本技术实施例具有以下技术效果：1)热输入低、变形小。与传统电弧堆焊相比，激光熔覆过程中，热源为激光束，由于激光束能量集中，且作用范围精确控制，热输入低，避免了涂层组织粗大，并有效的控制了变形。2)涂层结合力高，使用寿命长。与传统的热喷涂相比，激光熔覆获得的涂层与走轮基材间实现了良好的冶金结合，涂层与走轮基材结合力高，涂层不易剥落，极大的提高了涂层的使用寿命。3)涂层稀释率低，耐磨性能好。因激光热输入小，基体热影响区范围较小，涂层稀释率小，同时，涂层组织致密，无裂纹等缺陷存在，涂层耐磨性能好。4)效率高、软化区小，硬度高。根据下文结合附图对本技术具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本技术的上述以及其他目的、优点和特征。附图说明后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本技术的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：图1是本技术设备的结构示意图；图2是本技术方法实施例的工艺装置示意图。具体实施方式图1是本技术设备的结构示意图；如图1所示，本技术实施例提供一种港机走轮激光熔覆不锈钢涂层的设备，包括：制粉装置10，具有储存熔覆用粉末的送粉罐11；感应加热和保温缓冷装置20；固体光纤激光器30；螺旋多道搭接熔覆装置40，具有激光头41和送粉单元42，所述激光头41通过光纤连接所述固体光纤激光器30，所述送粉单元42连接所述送粉罐11。其中，制粉装置用于制作熔覆用粉末并储存；感应加热和保温缓冷装置用于对港机走轮进行感应加热和保温缓冷，以达到熔覆前的预热温度；固体光纤激光器用于产生熔覆用的激光；螺旋多道搭接熔覆装置，用于利用激光和熔覆用粉末在港机走轮表面进行螺旋多道搭接熔覆，以在港机走轮表面形成不锈钢涂层。在本技术的一个实施例中，所述制粉装置10还具有150目筛12和烘干箱13。在本技术的一个实施例中，所述固体光纤激光器的激光功率为2800～3200W；所述激光头的扫描线速度3.5～5.0mm/s；所述螺旋多道搭接熔覆装置的搭接率15％～20％；所述送粉罐的送粉量35～50g/min。在本专利技术的一个实施例中，还包括：前处理装置，具有：表面受损层去处单元、清洗单元和探伤单元。所述前处理装置，还包括：浮尘清理单元。所述熔覆用粉末为FeCrNi不锈钢粉末。所述螺旋多道搭接熔覆装置还包括：熔覆保护气单元，输出的气流量为2L/min～3L/min。以下是利用本技术的设备，在港机走轮表面激光熔覆不锈钢涂层的过程，包括：对走轮的表面进行前处理。通过150目筛处理FeCrNi不锈钢粉末，将处理后的所述不锈钢粉末放入烘干箱内，在100℃下保温30～60分钟，冷至室温后得到熔覆用粉末并放入送粉罐中。对所述走轮进行感应加热，之后进行保温缓冷，使得所述走轮达到90～110℃的温度范围。采用固定固体光纤激光器和所述熔覆用粉末对所述走轮的表面进行螺旋多道搭接的激光熔覆；所述固体光纤激光器的激光功率为2800～3200W，扫描线速度3.5～5.0mm/s；所述螺旋多道搭接的搭接率15％～20％，所述送粉罐的送粉量35～50g/min。对激光熔覆后的走轮进行保温处理，保温温度150℃，保温时间180min，后随保温棉自然冷却至室温。可见，本技术具有以下优势：热输入低，变形小，热源为激光束，激光束能量集中，作用范围精确可控，避免涂层组织粗大，有效的控制了变形。FeCrNi不锈钢粉末通过激光熔覆获得涂层，与走轮基材间实现了良好的冶金结合，涂层与走轮基材结合力高，涂层不易剥落，极大的提高了涂层的使用寿命。本技术采用激光熔覆，激光热输入小，基体热影响区范围小，涂层稀释率低，涂层组织致密，无裂纹等缺陷，涂层耐磨性能好，具有效率高、软化区小，硬度高的特点。在一些说明性实施例中，激光熔覆保护气和送粉气为氩气，气流量为2L/min～3L/min。在一些说明性实施例中，所述固体光纤激光器输出的光斑为22×1.5mm2。所述固体光纤激光器的离焦量为0。本技术采用22×1.5mm2的宽矩形光斑螺旋搭接法熔覆，提高了加工效率。有效控制搭接率在15％～20％的范围内，减少搭接软化区尺寸，得到组织均匀、晶粒细小的熔覆组织，进一步提高走轮工作面的硬度和耐磨性能，熔覆层表层最高硬度能达到HRC57～58，使得走轮的耐磨性能提高1倍以上。在一些说明性实施例中，所述熔覆用粉末的重量百分比组分如下：C：0.03～0.08％；Si：0.8～1.0％；Ni：8～12％；Cr：18～20％；Fe：余量。在一些说明性实施例中，所述熔覆用粉末的熔点为960℃，HRC硬度为50～55。在一些说明性实施例中，S104的所述螺旋多道搭接的激光熔覆中，在完成一道熔覆之后，对螺旋搭接未熔覆到位的边缘处进行补边熔覆；在进行下一道熔覆之前，去除熔覆层表面的熔渣，并测定所述走轮的温度，使得所述走轮达到90～110℃的温度范围。在一些说明性实施例中，所述前处理包括：去除所述走轮的表面受损层，并进行表面清洗。在一些说明性实施例中，所述表面受损层包括：氧化锈蚀层和疲劳开裂层。在一些说明性实施例中，在S1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种港机走轮激光熔覆不锈钢涂层的设备，其特征在于，包括：制粉装置，具有储存熔覆用粉末的送粉罐；感应加热和保温缓冷装置；固体光纤激光器；螺旋多道搭接熔覆装置，具有激光头和送粉单元，所述激光头通过光纤连接所述固体光纤激光器，所述送粉单元连接所述送粉罐。

【技术特征摘要】
1.一种港机走轮激光熔覆不锈钢涂层的设备，其特征在于，包括：制粉装置，具有储存熔覆用粉末的送粉罐；感应加热和保温缓冷装置；固体光纤激光器；螺旋多道搭接熔覆装置，具有激光头和送粉单元，所述激光头通过光纤连接所述固体光纤激光器，所述送粉单元连接所述送粉罐。2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述制粉装置还具有150目筛。3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述制粉装置还具有烘干箱。4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述固体光纤激光器的激光功率为2800～3200W；所述激光头的扫描线速度3...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚永成，邵国伟，赵慧峰，
申请(专利权)人：上海临仕激光科技有限公司，
类型：新型
国别省市：上海,31