本发明专利技术涉及一种复合涂层及熔覆工艺。复合涂层包括底层和铬层，底层的成分包括0.12~0.15wt%的C、2wt%的Ni、11~13wt%的Cr、0.9~1.2wt%的Si、0.9~1.3wt%的B，余量为Fe；铬层的成分包括0.1~0.15wt%的C、1.0~1.5wt%的Mo、5~7wt%的Ni、13~17wt%的Cr、0.9~1.2wt%的Si、0.9~1.2wt%的B，余量为Fe。熔覆工艺包括四个步骤。本发明专利技术的复合涂层及其熔覆工艺，可以将厚度大于1mm的复合涂层冶金结合于工件等基体表面，复合涂层的硬度、强度和结合力高，具有优良的耐磨性能，能大大提高工件的服役寿命。另外，本发明专利技术的熔覆工艺还具有无污染、生产效率高、能耗低且修复的残余应力小，无加工变形等优点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及激光熔覆领域，特别地，涉及一种复合涂层。此外，本专利技术还涉及一种包括上述复合涂层的熔覆工艺。
技术介绍
压气机转子为某型航改燃气轮机的核心部件，其生产难度大，成本高，且在轴颈部位发生磨损现象，返修时会出现加工余量不够，甚至有时会在轴颈处发现1_3_深的沟槽。目前采用的修复工艺是刷镀和热喷涂，当需要修复的尺寸较少(< O. 4mm)且轴颈处表面无沟槽时，一般在其表面刷镀一层镍来修复尺寸，之后再进行精车和抛光来满足装配尺寸；当需要修复的尺寸为O. 4mm Imm,其表面无沟槽时,一般采用等离子喷涂NiCrA；LY来修复尺寸，之后再进行精车和抛光来达到装配尺寸。然而，刷镀工艺制备的涂层厚度有限，无法完全满足需修复的尺寸要求，且涂层硬度不高，使用寿命较短，对沟槽修复无能为力。热喷涂 制备的涂层结合强度不好，涂层硬度也不高，服役中涂层容易掉，使用寿命也不长，对沟槽修复也无能为力。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种复合涂层及熔覆工艺，以解决现有的喷涂材料和刷镀涂层及其工艺使得修复结合强度不好、涂层硬度不高，使用寿命短的技术问题。为实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种复合涂层，包括其包括底层和铬层,底层的成分包括O. 12 O. 15wt%的C、2wt%的N1、ll 13wt%的Cr、O. 9 1. 2wt%的S1、O. 9 1. 3wt%的B，余量为Fe ;铬层的成分包括O. Γθ. 15wt%的CU. (Tl. 5wt%的Mo、5 7wt%的 N1、13 17wt% 的 Cr,O. 9 1. 2wt% 的 Si,O. 9 1. 2wt% 的 B，余量为 Fe。进一步地，底层包括O. 13wt% 的 C、2wt% 的 N1、12wt% 的 Cr、lwt% 的 S1、1. lwt% 的B，余量为 Fe ;铬层包括 O. 15wt% 的 CU. 2wt% 的 Mo、6wt% 的 N1、14wt% 的 Cr、1. lwt% 的 S1、 余量为 Fe。根据本专利技术的另一方面，还提供了一种熔覆工艺，包括如下步骤步骤S1:对工件进行表面处理；步骤S2 :将表面处理后的工件预热至60°C 100°C，将底层材料升温熔化后涂覆于工件的表面形成底层；再将铬层材料升温熔化后涂覆于底层表面，形成铬层；两者进行冶金复合，形成具有复合涂层的工件；步骤S3 :对具有复合涂层的工件进行去应力退火，其中，底层的成分包括O. 12 O. 15wt% 的 C、2wt% 的 N1、ll 13wt% 的 Cr,O. 9 1. 2wt% 的 Si,O. 9 1. 3wt% 的 B，余量为 Fe ;铬层的成分包括 O. Γ0. 15wt% 的 C、1. (Tl. 5wt% 的 Mo、5 7wt% 的 N1、13 17wt% 的 Cr、O.9 1. 2wt% 的 Si,O. 9 1. 2wt% 的 B，余量为 Fe。进一步地，步骤SI包括两个分步骤Sll和S12，步骤Sll包括对工件进行除锈、整平、毛化处理直至露出金属本色，步骤S12包括对经步骤Sll处理后的工件的表面进行丙酮清洗，得到干净的工件。 进一步地，步骤S2中，选用激光器进行熔覆，工作台为数控机床，利用激光器自动送粉装置把底层和铬层分别熔覆于工件的表面。进一步地，步骤S2中，底层的熔覆厚度为O. 7mnTlmm，铬层的熔覆厚度为1.5mm 2mmο进一步地，底层的熔覆厚度为O. 8mm，铬层的熔覆厚度为1. 5mm。进一步地，激光器熔覆功率为2900\T3000W，激光束扫描线速度为8 9mm/s，光斑直径为6mnT7mm，离焦量175mnTl80mm，熔覆材料送粉率7 8g/s。进一步地，激光器熔覆功率为2950W，激光束扫描线速度为8. 6mm/s，光斑直径为6mm，离焦量为178mm，熔覆材料送粉率为7. 5g/s。 进一步地，步骤S3中，采用火焰喷枪对复合涂层进行去应力退火，温度控制在100°C 200°C，时间为 30mirTl20min。本专利技术具有以下有益效果本专利技术的复合涂层及其熔覆工艺，可以将厚度大于Imm的复合涂层冶金结合于工件等基体表面，复合涂层的硬度、强度和结合力高，具有优良的耐磨性能，能大大提高工件的服役寿命。另外，本专利技术的熔覆工艺还具有无污染、生产效率高、能耗低且修复的残余应力小，无加工变形等优点。除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本专利技术还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本专利技术作进一步详细的说明。附图说明构成本申请的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中图1是本专利技术实施例的底层和铬层组成的复合涂层的结构示意图。具体实施例方式以下结合附图对本专利技术的实施例进行详细说明，但是本专利技术可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。本专利技术提供了一种复合涂层，其包括底层和铬层，底层的成分包括O. 12^0. 15wt%的C、2wt%的N1、ll 13wt%的Cr,O. 9 1. 2wt%的Si,O. 9 1. 3wt%的B，余量为Fe ;铬层的成分包括 O. Γ0. 15wt% 的 CU. (Tl. 5wt% 的 Mo、5 7wt% 的 N1、13 17wt% 的 Cr,O. 9 1. 2wt% 的S1、0. 9^1. 2wt%的B，余量为Fe。本专利技术为了解决涂层与工件的结合强度不高，特在工件和铬层之间设置一层底层，底层选用了与工件的材料接近的元素配制，两者热膨胀系数接近，底层能缓冲工件和铬层的热应力，防止涂层出现裂纹，且能与铬层和工件很好的冶金结合，增强了铬层与工件的结合强度。铬层的C、Cr和Mo的成分可以增加涂层的硬度，尤其是Cr增加涂层的硬度最显著，Ni可以降低涂层的脆性，从而提高涂层的结合强度、硬度，以便实现耐磨和提高使用寿命。增设的底层对于铬层而言，减少了 Cr、Ni的含量后与工件材料元素接近，提高了涂层与工件的结合强度，同时，底层取代了铬层的一部分厚度，从而节省了Cr和Ni的成本。两者合适的配比可以制备出耐磨而抗冲击的涂层。在实际使用中，底层的熔覆厚度为O. 7mnTlmm，铬层的熔覆厚度为1. 5mnT2mm。在本实施例中，底层和铬层的厚度分别为O. 8mm和1. 5mm,工件为轴颈。底层包括O. 13wt% 的 C、2wt% 的 N1、12wt% 的 Cr、lwt% 的 S1、1. lwt% 的 B,余量为Fe ;铬层包括 O. 15wt% 的 C、1. 2wt% 的 Mo、6wt% 的 N1、14wt% 的 Cr、1. lwt% 的 S1、lwt% 的 B,余量为Fe。此组份的配比使得涂层结合强度更高，涂层的硬度更好，使用寿命更长。本专利技术还提供了一种包 括前述复合涂层的熔覆工艺，参见图1，用于修复工件的表面磨损、裂纹或沟槽等缺陷，其熔覆工艺采用以下步骤步骤S1:对工件进行表面处理；具体地，步骤SI还包括两个分步骤Sll和S12 :其中，步骤Sll包括对工件进行除锈、整平、毛化处理直至露出金属本色；步骤S12包括经步骤Sll处理后的工件的表面进行丙酮清洗，得到干净的工件。步骤S2 :将表面处理后的工件预热至6(TlO(rC，将底层材料本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种复合涂层，其特征在于，其包括底层和铬层，所述底层的成分包括0.12~0.15wt%的C、2wt%的Ni、11~13wt%的Cr、0.9~1.2wt%的Si、0.9~1.3wt%的B，余量为Fe；所述铬层的成分包括0.1~0.15wt%的C、1.0~1.5wt%的Mo、5~7wt%的Ni、13~17wt%的Cr、0.9~1.2wt%的Si、0.9~1.2wt%的B，余量为Fe。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王辉，周建罗，谭冬桂，袁西英，
申请(专利权)人：株洲南方燃气轮机成套制造安装有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。