一种压射冲头激光表面合金化方法，其特征是：①将Ni粉和Cr粉按重量比混合，球磨；②用丙酮清洗压射冲头的外圆面；③将漆片溶液和工业酒精加入混合金属粉，混合搅拌，随后均匀涂抹在压射冲头外圆面；④调整CO2激光器功率为4000~5000W，光斑直径1.5~2mm，扫描速度800~1000mm/min，搭接率30~50%对压射冲头进行激光表面合金化处理；⑤待压射冲头冷却后，磨削加工，使激光合金化表面光滑平整。本发明专利技术的方法在压射冲头外圆面形成硬度高、耐磨损性能好的合金化区域。该方法操作方便，工艺环保，合金粉末使用量少，不存在粉末浪费，制造成本低，产品寿命高，适合在压铸领域推广应用。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及压铸
，具体是在压铸机压射冲头表面采用激光合金化处理的方法。
技术介绍
压铸是一种使金属液在高压条件下以极快的速度填充模具型腔的铸造方法。压射冲头是压铸机产生压射力的重要部件之一，金属液进入压射室后，压射冲头在压射室内向前高速移动将金属液填充到模具型腔。由于压射冲头与金属液接触，在受热过程中，如果采用的材料膨胀系数差别大，受热不均或者射料杆在长度方向上弯曲变形，以及金属液嵌入压室和冲头之间形成垫层或磨粒，都可能在冲头上产生局部或整个圆周上的阻力，从而造成冲头的磨损失效及咬合卡死等问题，严重影响了压铸效率。目前，压射冲头多为整体构件，一旦表面磨损超差，就致使整个冲头报废，特别是大型压铸机冲头，由于尺寸大，报废造成的材料浪费严重，并且不利于节能环保。 目前，我国大部分压铸厂采用球墨铸铁、普通中碳钢制作压射冲头，然而，由于材料导热性及韧性指标较低，难以适应压射冲头高速、高温的工况条件，一般使用100(Γ1500模次就失效。为了减少压射冲头的消耗量，节约成本，国内外相继开发了多种新型冲头材料，其中以低合金铸铁和铍青铜最为典型。低合金铸铁压射冲头成本低廉、加工方便，但是寿命提高不显著。铍青铜压射冲头在国外应用较广，但是铍元素有毒性，而且铍青铜压射冲头成本高，对工作环境要求苛刻，在国内没有成功推广。由此可见，压射冲头的材料种类众多，且各有利弊，单独改进材料的研究方法已不能实现技术突破。中国专利CN101338426B提供了一种激光陶瓷合金化强化工艺方法，其特征是针对采煤机、掘煤机截齿齿体头部，采用碳化物陶瓷混合粉末形成激光合金化强化层，由于碳化物在激光合金化过程中容易发生分解，导致合金层碳含量增多，造成部件表面硬度过高，这种方法应用在压射冲头上，会加速压射室的损坏。中国专利CN101775479B提供了一种球磨铸铁轧辊表面合金化方法，其特征是采用铬、镍、钥和碳化钨混合粉末作为合金化涂料，这种方法获得的轧辊合金化层存在裂纹缺陷，碳化钨在合金化层中残留容易产生局部应力集中，这种方法不能在压射冲头上应用。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服上述现有技术的不足，提供一种激光表面合金化的方法，在压射冲头外圆面形成硬度高、耐磨损性能好的合金化区域。本专利技术的技术方案如下①将粒径I飞μ m的Ni粉、粒径f 8 μ m的Cr粉按重量比1: O. 25 5混合,在转速100 180rpm下,球磨60 150min ;②用丙酮清洗中碳钢压射冲头的外圆面；③将漆片溶液和工业酒精按体积比1: 5 10混合，取上述溶液25 110ml，力口入混合金属粉25 150g，混合搅拌，随后均匀涂抹在压射冲头外圆面，厚度为O. 03、. 15mm ；④调整CO2激光器功率为400(T5000W，光斑直径1. 5 2mm，扫描速度80(Tl000mm/min，搭接率3(Γ50%对压射冲头进行激光表面合金化处理；⑤待压射冲头冷却后，磨削加工，使激光合金化表面光滑平整。由图1可以看出，激光合金化后，压射冲头表层由激光合金化区、热影响区和基体三部分组成，其中激光合金化区与热影响区形成了良好的冶金结合界面，激光合金化区没有裂纹、气孔缺陷。从图2可以看出，激光合金化区形成了不同于冲头本体的Fe-Cr、N1-Fe-Cr固溶体和M7C3、M23C6型碳化物混合相。从图3可以看出，激光合金化区形成了不同于冲头本体的Fe-Cr、N1-Fe-Cr固溶体，M7C3^M23C6型碳化物和Fe3Ni2金属间化合物混合相。从图4和图5可以看出，激光合金化区显微组织由树枝状枝晶和网状、 块状弥散分布的化合物组成。本专利技术的激光合金化层中Cr元素平均质量分数109Γ25%，Ni元素平均质量分数59Γ15%，与热影响区和冲头基体相比，激光合金化层Cr ,Ni元素含量明显增加。本专利技术的激光合金化层平均显微硬度为40(T650HV，是基体材料的1. 5^3倍左右，硬度有较大的提高。本专利技术激光合金化冲头的耐磨损性能，在磨损距离240m，载荷30N，磨粒尺寸80Mm,相对速度O. 04m/s磨粒磨损条件下,激光合金化冲头的耐磨性能比冲头本体提高2倍，平均使用寿命提高到1500(Γ20000模次，该方法操作方便，工艺环保，合金粉末使用量少，不存在粉末浪费，制造成本低，产品寿命高，适合在压铸领域推广应用。附图说明图1为激光合金化压射冲头横截面金相形貌。图2为实施例1的样品XRD衍射分析图。图3为实施例2的样品XRD衍射分析图。图4为实施例1的样品显微组织SEM图。图5为实施例2的样品显微组织SEM图。具体实施例方式实施例1 分别称取粒径I 3 μ m、纯度99. 9%的Ni粉125g和粒径I 3 μ m、纯度99. 9%的Cr粉375g,放入球磨罐中，在转速120rpm下,球磨60min ;在C>80mm,45#钢压射冲头本体的直径方向预留O. 3mm加工余量，用丙酮清洗冲头外圆面，将漆片溶液5ml、酒精45ml和上述混合粉末50g混合搅拌，均匀涂抹在压射冲头外圆面，厚度为O. 08mm，调整CO2激光器功率为4200W,光斑直径1. 5mm,扫描速度1000mm/min，搭接率50%对压射冲头进行激光表面合金化处理；激光合金化后，待冲头完全冷却，磨削冲头至外径80mm。实施例2 分别称取粒径3 5 μ m、纯度99. 9%的Ni粉375g和粒径5 8 μ m、纯度99. 9%的Cr粉125g,放入球磨罐中，在转速150rpm下,球磨150min,在Φ80mm, H13钢压射冲头本体的直径方向预留O. 3_加工余量，用丙酮清洗冲头外圆面，将漆片溶液10ml、酒精60ml和混合粉末IOOg混合搅拌，均匀涂抹在压射冲头外圆面，厚度为O. 15mm,调整CO2激光器功率为5000W， 光斑直径2mm，扫描速度1000mm/min，搭接率40%对压射冲头进行激光表面合金化处理；激光合金化后，待冲头完全冷却，磨削冲头至外径80mm。本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种压射冲头激光表面合金化方法，其特征是：①将粒径1~5μm的Ni粉、粒径1~8μm的Cr粉按重量比1∶0.25~5混合，在转速100~180rpm下，球磨60~150min；②用丙酮清洗中碳钢压射冲头的外圆面；③将漆片溶液和工业酒精按体积比1∶5~10混合，取上述溶液25~110ml，加入混合金属粉25~150g，混合搅拌，随后均匀涂抹在压射冲头外圆面，厚度为0.03~0.15mm；④调整CO2激光器功率为4000~5000W，光斑直径1.5~2mm，扫描速度800~1000mm/min，搭接率30~50%对压射冲头进行激光表面合金化处理；⑤待压射冲头冷却后，磨削加工，使激光合金化表面光滑平整。
【技术特征摘要】
1.一种压射冲头激光表面合金化方法，其特征是①将粒径1 5μπι的Ni粉、粒径 I 8μπι的Cr粉按重量比1: O. 25 5混合，在转速10(Tl80rpm下，球磨6(Tl50min;②用丙酮清洗中碳钢压射冲头的外圆面；③将漆片溶液和工业酒精按体积比1: 5 10混合，取上述溶液25 110ml,加入混合金属...
【专利技术属性】
技术研发人员：佟鑫，陈兴驰，王蕾，李福海，马文有，
申请(专利权)人：广州有色金属研究院，
类型：发明
国别省市：
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