一种用电火花沉积结合激光熔覆增强金属水轮机转轮叶片表面的方法

摘要

本发明涉及用电火花沉积结合激光熔覆增强金属水轮机转轮叶片表面的方法，对金属水轮机转轮叶片进行电火花沉积结合激光熔覆处理，可有效解决水轮机转轮叶片的表面的硬度、耐磨性、耐腐蚀性和耐冲击性等性能，延长金属水轮机转轮的使用寿命的问题，方法，用激光束把铁镍基合金粉末熔覆在水轮机转轮叶片表面上，形成硬质合金涂层，然后在激光熔覆涂层的基础上再用电火花沉积WC陶瓷硬质合金，来形成电火花沉积结合激光熔覆的复合涂层，本发明方法简单，生产效率高，产品质量好，有效解决了水轮机叶面表面的处理，使水轮机转轮叶片的表面的硬度、耐磨性、耐腐蚀性和耐冲击性等性能，延长金属水轮机转轮的使用寿命，有巨大的经济和社会效益。

主权项

一种用电火花沉积结合激光熔覆增强金属水轮机转轮叶片表面的方法，步骤是：（1）、配制激光熔覆的铁镍合金粉末，该合金粉末是由质量分数百分计的：Fe  48‑49%、Ni 14.8‑15.2%、Cr  14.8‑15.2%、W  3.5‑4.5%、Mo  5.2‑5.8%、B  2.0‑3.0%、Si  5.0‑6.0%、Co  0.5‑1.5%和Al  2.0‑3.0%组成；电火花沉积所用的电极材料为亚微米WC‑8Co陶瓷硬质合金；（2）、采用CO2激光器在氩气保护状态下，对叶片基体进行激光熔覆处理，光束直径为Φ2‑4 mm，激光功率为3～4 KW，扫描速度为2～5 mm/s，并与激光束同轴吹入压强为0.40‑5.0MPa氩气保护，以防止熔体氧化，然后用砂纸把激光熔覆的后的表面打磨平整，在其上面再用电火花沉积设备把亚微米WC‑8Co陶瓷硬质合金电极棒，作为工作阳电极，氩气中使之与被沉积的水轮机转轮作阴极之间产生火花放电，直接利用火花放电的能量，在10^‑5～10^‑6 s内电极与叶片接触的部位达到10000～24500 ℃，将电极材料转移至已经被激光熔覆处理过的水轮机叶片的工作表面，形成了与激光熔覆涂层冶金结合的电火花沉积层，电火花沉积功率2700～3800 W，沉积电压为140～200V，沉积频率为1400～2000HZ，沉积速率为0.5～3min/cm²，保护气体氩气流量9～12L/min，电极的伸长长度为2～3mm；水轮机转轮叶片经电火花沉积结合激光熔覆后涂层厚度为1～4mm，涂层与基体形成一个整体，牢固不可脱落；（3）、等离子熔覆和电火花沉积完成后，关闭电源和气源，对叶片表面的硬质合金涂层经磨削或抛光或直接作为叶片使用。