本发明专利技术提出了灰铁铸铁件的激光熔覆工艺及其所用的复合粉末，其激光熔覆工艺具体步骤是：(1)打磨磨损铸铁件；(2)清洁打磨部位，去除杂质；(3)在打磨部位进行激光预热处理，再用激光熔覆工艺将复合粉末进行激光熔覆；(4)磨削修复部位，得到修复完成的铸铁件。其所用复合粉末包括碳，镍，稀土氧化物，钴，钛，铜，铁。本发明专利技术提出的激光熔覆工艺和所用的复合粉末可以让灰铁铸铁件基体中石墨释放碳原子，提高碳原子扩散活跃度，改善易开裂的问题，还可以细化晶体，降低粗糙度，提高灰铁铸铁件表面熔覆层的致密性，赋予修复后的灰铁铸铁件更高的界面结合度、良好的耐磨性和耐腐蚀性。良好的耐磨性和耐腐蚀性。
【技术实现步骤摘要】
灰铁铸铁件的激光熔覆工艺及其所用复合粉末
[0001]本专利技术属于C23C24/10
，具体涉及灰铁铸铁件的激光熔覆工艺及其所用复合粉末。
技术介绍
[0002]激光熔覆技术是通过高热手段将基体与基体表面的熔覆粉末迅速熔化，使之形成冶金结合，可以修复基体，也可以提高和改善基体表面性能，是工程制造领域内重要的技术手段之一。
[0003]中国专利CN105200420B公开了一种蠕墨铸铁的激光熔覆工艺，在激光熔覆工艺之前先进行激光基体预热，提高了熔覆层与基体的冶金结合，克服激光熔覆易产生白口组织的问题。中国专利CN111020566A公开了一种在灰铸铁电机轴表面用激光熔覆改性的方法，通过激光熔覆的工艺，在灰铸铁电机轴表面熔覆了两层镍基层和一层硬质合金层，改善耐磨、耐腐蚀、耐热、抗氧化的能力，但是该专利需要多次在基体上进行反复的激光熔覆，基体容易出现热疲劳损伤。
[0004]基于此，本申请提出了应用于灰铁铸铁件的激光熔覆工艺及其所用复合粉末，用于灰铁铸铁件的修复，提高修复后灰铁铸铁件的力学性能。
技术实现思路
[0005]本专利技术第一个方面提出为了灰铁铸铁件的激光熔覆工艺，包括以下步骤：
[0006](1)打磨磨损铸铁件；
[0007](2)清洁打磨部位，去除杂质；
[0008](3)在打磨部位用激光熔覆工艺将复合粉末进行激光熔覆；
[0009](4)磨削修复部位，得到修复完成的铸铁件。
[0010]在一种优选的实施方式中，所述激光熔覆的工艺参数如下：激光功率1500
‑
2000W，扫描速度250
‑
500mm/min；送粉速度10
‑
18g/min；光斑直径3
‑
8mm。
[0011]在一种优选的实施方式中，所述激光熔覆的工艺参数如下：激光功率1800
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2000W，扫描速度250
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300mm/min；送粉速度10
‑
15g/min；光斑直径3
‑
8mm。
[0012]跟优选的，所述激光熔覆的工艺参数如下：激光功率1800
‑
2000W，扫描速度250
‑
300mm/min；送粉速度12
‑
15g/min；光斑直径3
‑
5mm。
[0013]在一种优选的实施方式中，所述步骤(3)的具体工艺步骤如下：在打磨部位进行激光预热处理，再用激光熔覆工艺将复合粉末进行激光熔覆。
[0014]在一种优选的实施方式中，所述激光预热处理的预热温度为400
‑
500℃。
[0015]更优选的，所述激光预热处理的预热温度为450
‑
500℃。
[0016]申请人在实验过程中发现，在基体表面先进行激光预热处理，再进行激光熔覆工艺，可以改善激光熔覆修复后灰铁铸铁件基体、灰铁铸铁件基体与熔覆层易开裂的问题。申请人推测可能的原因是先用激光进行预热处理，可以让灰铁铸铁件基体中石墨释放碳原
子，还可以提高碳原子扩散活跃度，提高灰铁铸铁件基体与熔覆层冶金结合后片状石墨结构的细度，降低应力堆积，改善易开裂的问题，于此同时，申请人还发现先用激光进行预热处理，特别是预热温度为450
‑
500℃时，可以降低激光熔覆后基材与熔覆层接触面及其周边界面的粗糙度。
[0017]在一种优选的实施方式中，所述复合粉末的原料包括碳、锰、铬、镍、铜、钴、钛、铁、铝、稀土元素中的至少一种。
[0018]在一种优选的实施方式中，所述复合粉末中稀土元素包括稀土金属单质、稀土金属氧化物、稀土金属碳化物中的至少一种。
[0019]在一种优选的实施方式中，所述稀土金属碳化物选自碳化镧、碳化铌、碳化钒、二碳化铈、碳化钕、碳化钇中的至少一种。
[0020]在一种优选的实施方式中，所述稀土金属氧化物选自氧化铑、氧化镧、氧化铈、氧化镨、氧化钇、氧化钕中的至少一种。
[0021]在一种优选的实施方式中，所述复合粉末中各元素按质量百分比计，包括：碳含量为0.01
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3wt％，镍含量为3
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10wt％。
[0022]在一种优选的实施方式中，所述复合粉末中各元素按质量百分比计，包括：碳含量为1.5
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2.5wt％，镍含量为8
‑
10wt％，更优选的，所述碳含量为2.1wt％，镍含量为9.5wt％。
[0023]在一种优选的实施方式中，所述复合粉末中稀土元素为氧化钕、氧化镧。
[0024]在一种优选的实施方式中，所述复合粉末中各元素按质量百分比计，包括：氧化钕含量为0.005wt％，氧化镧含量为0.001wt％。
[0025]在一种优选的实施方式中，所述复合粉末中各元素按质量百分比计，包括：碳含量为2.1wt％，镍含量为9.5wt％，氧化钕含量为0.005wt％，氧化镧含量为0.001wt％，钴含量为0.5wt％，钛含量0.1wt％，铜含量0.6wt％，铁余量。
[0026]激光熔覆工艺所用的复合粉末中加入稀土元素不仅可以在修复灰铁铸铁件的过程中通过提高脱硫脱氧作用，提高灰铁铸铁件表面熔覆层的致密性，申请人发现特别是加入氧化镧、氧化钕后，还可以改善复合粉末高热状态下与灰铁铸铁件基体表面熔层的结合强度和分布均匀性，细化晶体，降低裂纹出现。
[0027]在一种优选的实施方式中，所述复合粉末中各元素均为纳米级颗粒。
[0028]在一种优选的实施方式中，所述步骤(4)中铸铁件的稀释度为0.5
‑
5％。
[0029]更优选的，所述步骤(4)中铸铁件的稀释度为0.5
‑
5％。
[0030]本申请所述的激光熔覆工艺和所用复合粉末适合用于灰铁铸铁件的修复，也适合用于蠕墨铸铁件、球墨铸铁件的修复。在本申请中，灰铁铸铁件不做具体种类限定，优选的灰铁铸铁件中碳含量为3.0
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3.5wt％，铜含量为0.3
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0.4wt％，铬含量为0.3
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0.4wt％，硅含量为1.8
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2.2wt％，锰含量为1.0
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1.2wt％，硼含量为≤0.06wt％，硫含量为≤0.1wt％，铁余量。
[0031]与现有技术相比，本专利技术具有的有益效果：
[0032]本专利技术提供的激光熔覆工艺和所用的复合粉末，适用于灰铁铸铁件的修复。特别是采用先激光预热的激光熔覆工艺，可以让灰铁铸铁件基体中石墨释放碳原子，提高碳原子扩散活跃度，提高灰铁铸铁件基体与熔覆层冶金结合后片状石墨结构的细度，改善易开裂的问题，还可以降低粗糙度，在此基础上再应用特定的复合粉末，还可以细化晶体，提高
灰铁铸铁件表面熔覆层的致密性，修复后的灰铁铸铁件，表面无裂纹、气孔、颗粒渣；因稀释度适中，复合粉末和铸铁本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.灰铁铸铁件的激光熔覆工艺，其特征在于，包括以下步骤：(1)打磨磨损铸铁件；(2)清洁打磨部位，去除杂质；(3)在打磨部位用激光熔覆工艺将复合粉末进行激光熔覆；(4)磨削修复部位，得到修复完成的铸铁件。2.根据权利要求1所述的激光熔覆工艺，其特征在于，所述激光熔覆的工艺参数如下：激光功率1500
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2000W，扫描速度250
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500mm/min；送粉速度10
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18g/min；光斑直径3
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8mm。3.根据权利要求2所述的激光熔覆工艺，其特征在于，所述激光熔覆的工艺参数如下：激光功率1800
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2000W，扫描速度250
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300mm/min；送粉速度10
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15g/min；光斑直径3
‑
8mm。4.根据权利要求1所述的激光熔覆工艺，其特征在于，所述步骤(3)的具体工艺步骤如下：在打磨部位进行激光预热处理，再用激...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈一鸣，毕芸菲，
申请(专利权)人：杭州航林机械制造有限公司，
类型：发明
国别省市：
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