一种激光熔覆制备离心辊的方法技术

一种激光熔覆制备离心辊的方法，对离心辊毛坯工作面进行喷砂处理；配制合金激光熔覆粉末作为功能层、打底层或过渡层；将上述配制好的合金粉末放在烘干炉内烘干；将上述喷砂处理好的离心辊安装在变位机上；所述合金粉末装入送粉器内，采用氩气作为载气；在与离心辊材质相同的基板上进行处理好的粉末激光熔覆工艺调试，完成的块上熔覆；未发现有缺陷后开始熔覆离心辊；完成离心辊熔覆，拆卸。本发明专利技术采用不同种合金粉末分层熔覆，表面采用耐腐蚀，耐高温，耐磨损、耐冲蚀、耐冲刷的钴基合金，提供一种激光熔覆技术在离心辊制备合金层工艺方法，解决现有堆焊不锈钢离心辊使用寿命短的问题，同时也为其他行业相关关键零部件制备提供技术方案。

【技术实现步骤摘要】
一种激光熔覆制备离心辊的方法
本专利技术属于金属表面工程
，特别是涉及一种激光熔覆制备耐磨、耐高温、耐腐蚀、耐酸性熔浆冲刷、冲蚀的离心辊的方法。
技术介绍
四辊离心机是岩棉生产的关键设备，而离心辊是离心机使用过程中最易损坏的关键零部件。在离心机高速旋转情况下，温度达到1400℃以上的熔岩浆浇铸在离心辊上，使其承受高温、冲刷、腐蚀、冲蚀、磨损、高速热疲劳等复杂工况，寿命极短。目前岩棉的生产厂家使用的离心辊为在工作面堆焊不锈钢材料作为功能层，服役寿命在70h左右，由于使用寿命短，直接影响岩棉的持续生产，工人更换离心辊频次多，给企业增加了成本、影响了产品质量。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有离心辊寿命短的缺陷，提供一种激光熔覆技术在离心辊工作面上制备同时兼具耐高温，耐磨、耐冲刷、耐腐蚀、耐冲蚀的合金层的工艺方法。激光熔覆技术是指以不同的填料方式在被涂覆基体表面上放置选择的涂层材料，经激光辐照使之和基体表面薄层同时熔化，并快速凝固后形成稀释度极低并与基体材料成冶金结合的表面涂层，从而显著改善基体材料表面的耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化及电器特性等的工艺方法。其主要工艺有点在于:(1)冷却速度快（高达106K/s），属于快速凝固过程，容易得到细晶组织或产生平衡态所无法得到的新相，如非稳相、非晶态等。(2)涂层稀释率低（一般小于5%），与基体呈牢固的冶金结合或界面扩散结合，通过对激光工艺参数的调整，可以获得低稀释率的良好涂层，并且涂层成分和稀释度可控；(3)热输入和畸变较小，尤其是采用高功率密度快速熔覆时，变形可降低到零件的装配公差内。(4)粉末选择几乎没有任何限制，特别是在低熔点金属表面熔敷高熔点合金。本专利技术的技术方案是这样的：一种激光熔覆制备离心辊的方法，其具体步骤如下：S1、对离心辊毛坯工作面进行喷砂处理，去除毛坯件工作表面的氧化物及其他杂质，减少毛坯件的内应力。S2、配制同时兼具耐高温，耐磨、耐冲刷、耐腐蚀的合金激光熔覆粉末作为最外层功能层，合金粉末各组分以及质量百分比分别为：C：0.90%~1.40%，Cr:28.00%~30.00%，Fe：0~3.00%，Mn:0~0.50%，Mo：0~1.00%，Ni:0~3.00%，Si:0.70~1.55%，W：3.50~5.50%，其余为Co。S3、配制同时兼具耐腐蚀、耐磨、耐冲刷的合金激光熔覆粉末作为打底层，打底层合金粉末各组分以及质量百分比分别为：C：0.16%~0.25%，Cr:12%~14%，Si:≤1%，Mn：≤1%，S：≤0.030%，P：≤0.040%，其余为Fe。S4、配制同时兼具、耐高温、耐腐蚀、的合金激光熔覆粉末作为打底层和功能层之间的过渡层，过渡层合金粉末各组分以及质量百分比分别为：C:≤0.1%，Cr：20%~23%，Mo：8%~10%，Nb:3.15%~5.15%,Fe:≤5%，Co:≤1%，Mn：≤0.5%，Si：≤0.5%，S：≤0.015%，P：≤0.015%，Cu：≤0.07%，Al：≤0.4%，Ti：≤0.4，其余为Ni。S5、将上述配制好的合金粉末放在烘干炉内烘干，烘干温度为70℃~100℃，保温2~3h待用。S6、将上述喷砂处理好的离心辊安装在变位机上。S7、将上述经S5步骤烘干的S3步骤所述合金粉末装入送粉器内，采用氩气作为载气。S8、所述激光器为光纤激光器，其功率最大为6KW，光斑为圆形光斑，光斑直径为2~3mm。S9、在与离心辊材质相同的基板上进行S3步骤合金粉末经过S5步骤处理好的粉末激光熔覆工艺调试，最终工艺参数为：激光功率：P=2.5KW,送粉量：13~16g/h，扫描速度v=15mm/s~20mm/s,保护气流量25L/min,送粉气流量6~7L/min，搭接率40%~45%。S10、在与离心辊材质相同的基板上进行S4步骤合金粉末经过S5步骤处理好的粉末激光熔覆工艺调试，调试完成后在经S9步骤熔覆完成的块上熔覆。S11、在与离心辊材质相同的基板上进行S2步骤合金粉末经过S5步骤处理好的粉末激光熔覆工艺调试，调试完成后再经S10步骤熔覆完成的块上熔覆。S12、无损检验上述熔覆块后未发现有缺陷后开始熔覆离心辊。S13、用工业酒精清洗S6步骤安装好的离心辊，去除表面油污，用吹风机吹干。S14、在离心辊上按照S9步骤工艺参数熔覆离心辊，熔覆层数1层。S15、完成S14步骤后按照S10步骤工艺参数熔覆离心辊日熔覆层数1层。S16、完成S15步骤后按照S11步骤工艺参数熔覆离心辊，熔覆层数1层。S17、完成S16步骤后即完成离心辊熔覆，拆卸。本专利技术提供了一种离心辊制造方法，采用不同种合金粉末分层熔覆，表面采用耐腐蚀，耐高温，耐磨损、耐冲蚀、耐冲刷的钴基合金，提供一种激光熔覆技术在离心辊工作面上制备同时兼具耐高温，耐磨损、耐冲刷、耐腐蚀、耐冲蚀的合金层工艺方法，解决现有堆焊不锈钢离心辊使用寿命短的问题，同时也为其他行业相关关键零部件制备提供技术方案。具体实施方式一种激光熔覆制备离心辊的方法，其具体步骤如下：S1、对离心辊毛坯工作面进行喷砂处理，去除毛坯件工作表面的氧化物及其他杂质，减少毛坯件的内应力，其喷砂表面效果有利于激光吸收，有利于增加冶金结合强度。离心辊毛坯件材质为20钢。S2、配制同时兼具耐高温，耐磨、耐冲刷、耐腐蚀的合金激光熔覆粉末作为最外层功能层，合金粉末各组分以及质量百分比分别为：C：0.90%~1.40%，Cr:28.00%~30.00%，Fe：0~3.00%，Mn:0~0.50%，Mo：0~1.00%，Ni:0~3.00%，Si:0.70~1.55%，W：3.50~5.50%，其余为Co。S3、配制同时兼具耐腐蚀、耐磨、耐冲刷的合金激光熔覆粉末作为打底层，打底层合金粉末各组分以及质量百分比分别为：C：0.16%~0.25%，Cr:12%~14%，Si:≤1%，Mn：≤1%，S：≤0.030%，P：≤0.040%，其余为Fe。S4、配制同时兼具、耐高温、耐腐蚀、耐冲刷的合金激光熔覆粉末作为打底层和功能层之间的过渡层，过渡层合金粉末各组分以及质量百分比分别为：C:≤0.1%，Cr：20%~23%，Mo：8%~10%，Nb:3.15%~5.15%,Fe:≤5%，Co:≤1%，Mn：≤0.5%，Si：≤0.5%，S：≤0.015%，P：≤0.015%，Cu：≤0.07%，Al：≤0.4%，Ti：≤0.4，其余为Ni。S5、将上述配制好的合金粉末放在烘干炉内烘干，烘干温度为70℃~100℃，保温2~3h待用。S6、将上述喷砂处理好的离心辊安装在变位机上，所述变位机为两轴变位机，可旋转和翻转。S7、将上述经S5步骤烘干的S3步骤所述合金粉末装入送粉器内，采用氩气作为载气。S8、所述激光器为光纤激光器，其功率最大为6KW，光斑为圆形光斑，光斑直径为2~3mm。S9、在与离心辊材质相同本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种激光熔覆制备离心辊的方法，其特征在于，该方法的具体步骤如下：/nS1、对离心辊毛坯工作面进行喷砂处理，去除毛坯件工作表面的氧化物及其他杂质，减少毛坯件的内应力；/nS2、配制同时兼具耐高温，耐磨、耐冲刷、耐腐蚀的合金激光熔覆粉末作为最外层功能层，合金粉末各组分以及质量百分比分别为：C：0.90%~1.40%，Cr:28.00%~30.00%，Fe：0~3.00%，Mn:0~0.50%，Mo：0~1.00%，Ni:0~3.00%，Si:0.70~1.55%，W：3.50~5.50%，其余为Co；/nS3、配制同时兼具耐腐蚀、耐磨、耐冲刷的合金激光熔覆粉末作为打底层，打底层合金粉末各组分以及质量百分比分别为：C：0.16%~0.25%，Cr:12%~14%，Si:≤1%，Mn：≤1%，S ：≤0.030%，P ：≤0.040%，其余为Fe；/nS4、配制同时兼具、耐高温、耐腐蚀、耐冲刷的合金激光熔覆粉末作为打底层和功能层之间的过渡层，过渡层合金粉末各组分以及质量百分比分别为：C:≤0.1%，Cr：20%~23%，Mo：8%~10%，Nb:3.15%~5.15%,Fe:≤5%，Co:≤1%，Mn：≤0.5%，Si：≤0.5%，S ：≤0.015%，P ：≤0.015%，Cu：≤0.07%，Al：≤0.4%，Ti：≤0.4，其余为Ni；/nS5、将上述配制好的合金粉末放在烘干炉内烘干，烘干温度为70℃~100℃，保温2~3h待用；/nS6、将上述喷砂处理好的离心辊安装在变位机上；/nS7、将上述经S5步骤烘干的S3步骤所述合金粉末装入送粉器内，采用氩气作为载气；/nS8、所述激光器为光纤激光器，其功率最大为6KW，光斑为圆形光斑，光斑直径为2~3mm；/nS9、在与离心辊材质相同的基板上进行S3步骤合金粉末经过S5步骤处理好的粉末激光熔覆工艺调试，最终工艺参数为：激光功率：P=2.5KW,送粉量：13~16g/h，扫描速度v=15mm/s~20mm/s,保护气流量25L/min,送粉气流量6~7L/min，搭接率40%~45%；/nS10、在与离心辊材质相同的基板上进行S4步骤合金粉末经过S5步骤处理好的粉末激光熔覆工艺调试，调试完成后再经S9步骤熔覆完成的块上熔覆；/nS11、在与离心辊材质相同的基板上进行S2步骤合金粉末经过S5步骤处理好的粉末激光熔覆工艺调试，调试完成后再经S10步骤熔覆完成的块上熔覆；/nS12、无损检验上述熔覆快后未发现有缺陷后开始熔覆离心辊；/nS13、用工业酒精清洗S6步骤安装好的离心辊，去除表面油污，用吹风机吹干；/nS14、在离心辊上按照S9步骤工艺参数熔覆离心辊，熔覆层数1层；/nS15、完成S14步骤后按照S10步骤工艺参数熔覆离心辊日熔覆层数1层；/nS16、完成S15步骤后按照S11步骤工艺参数熔覆离心辊，熔覆层数1层；/nS17、完成S16步骤后即完成离心辊熔覆，拆卸。/n...

【技术特征摘要】
1.一种激光熔覆制备离心辊的方法，其特征在于，该方法的具体步骤如下：
S1、对离心辊毛坯工作面进行喷砂处理，去除毛坯件工作表面的氧化物及其他杂质，减少毛坯件的内应力；
S2、配制同时兼具耐高温，耐磨、耐冲刷、耐腐蚀的合金激光熔覆粉末作为最外层功能层，合金粉末各组分以及质量百分比分别为：C：0.90%~1.40%，Cr:28.00%~30.00%，Fe：0~3.00%，Mn:0~0.50%，Mo：0~1.00%，Ni:0~3.00%，Si:0.70~1.55%，W：3.50~5.50%，其余为Co；
S3、配制同时兼具耐腐蚀、耐磨、耐冲刷的合金激光熔覆粉末作为打底层，打底层合金粉末各组分以及质量百分比分别为：C：0.16%~0.25%，Cr:12%~14%，Si:≤1%，Mn：≤1%，S：≤0.030%，P：≤0.040%，其余为Fe；
S4、配制同时兼具、耐高温、耐腐蚀、耐冲刷的合金激光熔覆粉末作为打底层和功能层之间的过渡层，过渡层合金粉末各组分以及质量百分比分别为：C:≤0.1%，Cr：20%~23%，Mo：8%~10%，Nb:3.15%~5.15%,Fe:≤5%，Co:≤1%，Mn：≤0.5%，Si：≤0.5%，S：≤0.015%，P：≤0.015%，Cu：≤0.07%，Al：≤0.4%，Ti：≤0.4，其余为Ni；
S5、将上述配制好的合金粉末放在烘干炉内烘干，烘干温度为70℃~100℃，保温2~3h待用；
S6、将上述喷砂处理好的离心辊安装在变位机上；
S7、将上述经S5步骤烘干的S3步骤所述合金粉末装入送粉器内，采用氩气作为载气；
S8、所述激光器为光纤激光器，其功率最大为6KW，光斑为圆形光斑，光斑直径为2~3mm；
S9、在与离心辊材质相同的基板上进行S3步骤合金粉末经过S5步骤处理好的粉末激光熔覆工艺调试，最终工艺参数为：激光功率：P=2.5KW,送粉量：13~16g/h，扫描速度v=15mm/s~20mm/s,保护气流量25L/min,送粉气流量6~7L/min，搭接率40%~45%；
S10、在与离心辊材质...

【专利技术属性】
技术研发人员：张楠，杨治国，马永春，杜世宇，姜韬，张瑞哲，杨淑琴，马良富，
申请(专利权)人：宁夏北鼎新材料产业技术有限公司，
类型：发明
国别省市：宁夏;64